Ingegneria Informatica | FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI

cod. 0612700013

FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI

	0612700013
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
	CORSO DI LAUREA
	INGEGNERIA INFORMATICA
	2016/2017

PERCORSO COMUNE Coorte 2015/2016

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 2
	ANNO ORDINAMENTO 2015
	SECONDO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-INF/04	9	90	LEZIONE	CARATTERIZZANTE

	Obiettivi
	L’insegnamento mira alla acquisizione delle competenze necessarie per la progettazione di un sistema di controllo, dalla derivazione delle specifiche, al modello del sistema da controllare, alla progettazione degli algoritmi di controllo, alla realizzazione del controllore, al collegamento al campo, alla caratterizzazione del sistema controllato ottenuto. Conoscenze e comprensione Analisi dei sistemi dinamici lineari a tempo continuo nel dominio della variabile complessa e della frequenza. Controllo classico in retroazione di sistemi dinamici lineari nel dominio della variabile complessa e della frequenza. Analisi di sistemi dinamici lineari a tempo discreto nel dominio della variabile complessa. Controllo digitale. Conoscenza e capacità di comprensione applicate Calcolo della risposta in evoluzione libera e forzata di sistemi dinamici lineari. Calcolo dei diagrammi frequenziali. Progettazione di un sistema di controllo.

L’insegnamento mira alla acquisizione delle competenze necessarie per la progettazione di un sistema di controllo, dalla derivazione delle specifiche, al modello del sistema da controllare, alla progettazione degli algoritmi di controllo, alla realizzazione del controllore, al collegamento al campo, alla caratterizzazione del sistema controllato ottenuto.

Conoscenze e comprensione
Analisi dei sistemi dinamici lineari a tempo continuo nel dominio della variabile complessa e della frequenza. Controllo classico in retroazione di sistemi dinamici lineari nel dominio della variabile complessa e della frequenza. Analisi di sistemi dinamici lineari a tempo discreto nel dominio della variabile complessa. Controllo digitale.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Calcolo della risposta in evoluzione libera e forzata di sistemi dinamici lineari. Calcolo dei diagrammi frequenziali. Progettazione di un sistema di controllo.

	Prerequisiti
	PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE MATEMATICHE DI BASE, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALLE STRUTTURE ALGEBRICHE, AL CALCOLO MATRICIALE, ALLE EQUAZIONI DIFFERENZIALI, ALLE TRASFORMATE DI LAPLACE E DI FOURIER. PROPEDUTICITÀ: MATEMATICA 3

	Contenuti
	SISTEMI DINAMICI A TEMPO CONTINUO: SISTEMI NON LINEARI E LINEARI. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. STABILITÀ. (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/4/-) ANALISI CON LA LAPLACE-TRASFORMATA: DEFINIZIONE E PROPRIETÀ. RICHIAMI SULLA TRASFORMATA DI LAPLACE. RISPOSTA DEI SISTEMI LINEARI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. CRITERI DI STABILITÀ DEI SISTEMI LINEARI. (ORE 4/6/-) FUNZIONE DI TRASFERIMENTO: RAPPRESENTAZIONI DELLA FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA. RISPOSTA AL GRADINO DI SISTEMI DEL 1° E DEL 2° ORDINE. SCHEMI A BLOCCHI. REALIZZAZIONE. RITARDO TEMPORALE (ORE 6/6/-) RISPOSTA ARMONICA: TEOREMA DELLA RISPOSTA ARMONICA. RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DELLA G(J). DIAGRAMMI DI BODE. DIAGRAMMA POLARE. DIAGRAMMA DI NICHOLS. (ORE 6/8/-) SISTEMI DINAMICI A TEMPO DISCRETO: SISTEMI DINAMICI A TEMPO DISCRETO. STABILITÀ. ANALISI CON LA TRASFORMATA ZETA. MODI DI EVOLUZIONE. CRITERIO DI STABILITÀ. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. SISTEMI A DATI CAMPIONATI. (ORE 6/4/-) CONTROLLO: VANTAGGI DEL CONTROLLO IN CONTROREAZIONE. SPECIFICHE PER UN SISTEMA DI CONTROLLO. SODDISFACIMENTO DELLE SPECIFICHE DI REGIME. SPECIFICHE SULLA STABILITÀ A CICLO CHIUSO. CRITERI DI STABILITÀ ROBUSTA. PROGETTO DI CONTROLLORI NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA. PROGETTO DI CONTROLLORI NEL DOMINIO DELLA S. REGOLATORI STANDARD. PROGETTI DI CONTROLLORI DIGITALI. (ORE 18/18/-) TOTALE ORE (44/46/-)

Contenuti

SISTEMI DINAMICI A TEMPO CONTINUO: SISTEMI NON LINEARI E LINEARI. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. STABILITÀ. (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/4/-)
ANALISI CON LA LAPLACE-TRASFORMATA: DEFINIZIONE E PROPRIETÀ. RICHIAMI SULLA TRASFORMATA DI LAPLACE. RISPOSTA DEI SISTEMI LINEARI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. CRITERI DI STABILITÀ DEI SISTEMI LINEARI. (ORE 4/6/-)
FUNZIONE DI TRASFERIMENTO: RAPPRESENTAZIONI DELLA FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA. RISPOSTA AL GRADINO DI SISTEMI DEL 1° E DEL 2° ORDINE. SCHEMI A BLOCCHI. REALIZZAZIONE. RITARDO TEMPORALE (ORE 6/6/-)
RISPOSTA ARMONICA: TEOREMA DELLA RISPOSTA ARMONICA. RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DELLA G(J). DIAGRAMMI DI BODE. DIAGRAMMA POLARE. DIAGRAMMA DI NICHOLS. (ORE 6/8/-)
SISTEMI DINAMICI A TEMPO DISCRETO: SISTEMI DINAMICI A TEMPO DISCRETO. STABILITÀ. ANALISI CON LA TRASFORMATA ZETA. MODI DI EVOLUZIONE. CRITERIO DI STABILITÀ. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. SISTEMI A DATI CAMPIONATI. (ORE 6/4/-)
CONTROLLO: VANTAGGI DEL CONTROLLO IN CONTROREAZIONE. SPECIFICHE PER UN SISTEMA DI CONTROLLO. SODDISFACIMENTO DELLE SPECIFICHE DI REGIME. SPECIFICHE SULLA STABILITÀ A CICLO CHIUSO. CRITERI DI STABILITÀ ROBUSTA. PROGETTO DI CONTROLLORI NEL DOMINIO DELLA FREQUENZA. PROGETTO DI CONTROLLORI NEL DOMINIO DELLA S. REGOLATORI STANDARD. PROGETTI DI CONTROLLORI DIGITALI. (ORE 18/18/-)
TOTALE ORE (44/46/-)

	Metodi Didattici
	L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE ED ESERCITAZIONI IN AULA. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO ASSEGNATI, SVOLTI E COMMENTATI ESEMPI DI APPLICAZIONE DEI CONCETTI ILLUSTRATI. PER POTER SOSTENERE LA VERIFICA FINALE DEL PROFITTO E CONSEGUIRE I CFU RELATIVI ALL’ATTIVITA FORMATIVA, LO STUDENTE DOVRA AVERE FREQUENTATO ALMENO IL 70% DELLE ORE PREVISTE DI ATTIVITA DIDATTICA ASSISTITA.

	Verifica dell'apprendimento
	LA PROVA DI ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO: LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI AL CORSO; LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI ANALISI E CONTROLLO DI SISTEMI DINAMICI; L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE LA PROVA CONSISTE IN UNA PROVA SCRITTA, IL CUI SCOPO È VALUTARE LA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE, L’ESPOSIZIONE IN FORMA SCRITTA, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, E DA UN COLLOQUIO ORALE, IL CUI SCOPO È VALUTARE LE CONOSCENZE E LE CAPACITÀ DI COMPRENSIONE ACQUISITE, LA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, L’ESPOSIZIONE ORALE. LA PROVA SCRITTA CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI TIPICI PRESENTATI AL CORSO TRA CUI SICURAMENTE: 1) IL CALCOLO DELLA RISPOSTA A REGIME E DELLA RISPOSTA TRANSITORIA DI SISTEMI DINAMICI A TEMPO CONTINUO O DISCRETO; 2) IL TRACCIAMENTO DEI DIAGRAMMI FREQUENZIALI 3) IL PROGETTO DI UN CONTROLLORE. ALLA PROVA SCRITTA È ATTRIBUITA UNA VALUTAZIONE NELLA SEGUENTE SCALA: OTTIMO, BUONO, DISCRETO, PIÙ CHE SUFFICIENTE, SUFFICIENTE, INSUFFICIENTE. LA VALUTAZIONE INSUFFICIENTE RICHIEDE LA RIPETIZIONE DELLA PROVA SCRITTA. LA PROVA SARÀ VALUTATA COME SUFFICIENTE SE IL PROGETTO DEL CONTROLLORE E LA SOLUZIONE DI ALMENO UNO DEI ALTRI DUE PROBLEMI SOPRA PRESENTATI SONO STATI CORRETTAMENTE IMPOSTATI ANCHE SE I RISULTATI NON SONO CORRETTI. LA PROVA SARÀ VALUTATA COME OTTIMA SE TUTTI I PROBLEMI PRESENTATI SONO STATI RISOLTI CORRETTAMENTE CON UNA CHIARA ESPOSIZIONE DEI PROCEDIMENTI UTILIZZATI. IL COLLOQUIO ORALE VERTERÀ SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO E LA VALUTAZIONE TERRÀ CONTO DELLE CONOSCENZE DIMOSTRATE DALLO STUDENTE E DEL GRADO DEL LORO APPROFONDIMENTO, DELLA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE. NELLA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI, LA VALUTAZIONE DELLE PROVA SCRITTA PESERÀ PER IL 60% MENTRE IL COLLOQUIO ORALE PER IL 40%. LA LODE POTRÀ ESSERE ATTRIBUITA AGLI STUDENTI CHE DIMOSTRINO DI SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE CON AUTONOMIA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI NEL CORSO.

Verifica dell'apprendimento

LA PROVA DI ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO: LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI AL CORSO; LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI ANALISI E CONTROLLO DI SISTEMI DINAMICI; L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE
LA PROVA CONSISTE IN UNA PROVA SCRITTA, IL CUI SCOPO È VALUTARE LA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE, L’ESPOSIZIONE IN FORMA SCRITTA, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, E DA UN COLLOQUIO ORALE, IL CUI SCOPO È VALUTARE LE CONOSCENZE E LE CAPACITÀ DI COMPRENSIONE ACQUISITE, LA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, L’ESPOSIZIONE ORALE.
LA PROVA SCRITTA CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI TIPICI PRESENTATI AL CORSO TRA CUI SICURAMENTE: 1) IL CALCOLO DELLA RISPOSTA A REGIME E DELLA RISPOSTA TRANSITORIA DI SISTEMI DINAMICI A TEMPO CONTINUO O DISCRETO; 2) IL TRACCIAMENTO DEI DIAGRAMMI FREQUENZIALI 3) IL PROGETTO DI UN CONTROLLORE. ALLA PROVA SCRITTA È ATTRIBUITA UNA VALUTAZIONE NELLA SEGUENTE SCALA: OTTIMO, BUONO, DISCRETO, PIÙ CHE SUFFICIENTE, SUFFICIENTE, INSUFFICIENTE. LA VALUTAZIONE INSUFFICIENTE RICHIEDE LA RIPETIZIONE DELLA PROVA SCRITTA. LA PROVA SARÀ VALUTATA COME SUFFICIENTE SE IL PROGETTO DEL CONTROLLORE E LA SOLUZIONE DI ALMENO UNO DEI ALTRI DUE PROBLEMI SOPRA PRESENTATI SONO STATI CORRETTAMENTE IMPOSTATI ANCHE SE I RISULTATI NON SONO CORRETTI. LA PROVA SARÀ VALUTATA COME OTTIMA SE TUTTI I PROBLEMI PRESENTATI SONO STATI RISOLTI CORRETTAMENTE CON UNA CHIARA ESPOSIZIONE DEI PROCEDIMENTI UTILIZZATI.
IL COLLOQUIO ORALE VERTERÀ SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO E LA VALUTAZIONE TERRÀ CONTO DELLE CONOSCENZE DIMOSTRATE DALLO STUDENTE E DEL GRADO DEL LORO APPROFONDIMENTO, DELLA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE.
NELLA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI, LA VALUTAZIONE DELLE PROVA SCRITTA PESERÀ PER IL 60% MENTRE IL COLLOQUIO ORALE PER IL 40%. LA LODE POTRÀ ESSERE ATTRIBUITA AGLI STUDENTI CHE DIMOSTRINO DI SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE CON AUTONOMIA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI NEL CORSO.

	Testi
	F. BASILE, P. CHIACCHIO, LEZIONI DI AUTOMATICA VOLUME I, MAGGIOLI EDITORE, 8891603333, 2014. F. BASILE, P. CHIACCHIO, LEZIONI DI AUTOMATICA VOLUME II, MAGGIOLI EDITORE, 8838785260, 2013. PER APPROFONDIMENTI: S. CHIAVERINI, F. CACCAVALE, L. VILLANI, L. SCIAVICCO, FONDAMENTI DI SISTEMI DINAMICI, MCGRAW-HILL, MILANO, 2003. P. BOLZERN, R. SCATTOLINI, N. SCHIAVONI, FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI, MCGRAW-HILL, MILANO, 2004. ESERCIZI SULLA PAGINA WEB DEL DOCENTE ACCESSIBILE DA WWW.AUTOMATICA.UNISA.IT.

Testi

F. BASILE, P. CHIACCHIO, LEZIONI DI AUTOMATICA VOLUME I, MAGGIOLI EDITORE, 8891603333, 2014.
F. BASILE, P. CHIACCHIO, LEZIONI DI AUTOMATICA VOLUME II, MAGGIOLI EDITORE, 8838785260, 2013.
PER APPROFONDIMENTI: S. CHIAVERINI, F. CACCAVALE, L. VILLANI, L. SCIAVICCO, FONDAMENTI DI SISTEMI DINAMICI, MCGRAW-HILL, MILANO, 2003. P. BOLZERN, R. SCATTOLINI, N. SCHIAVONI, FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI, MCGRAW-HILL, MILANO, 2004.
ESERCIZI SULLA PAGINA WEB DEL DOCENTE ACCESSIBILE DA WWW.AUTOMATICA.UNISA.IT.