Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni per analizzare le principali proprieta' dei sistemi dinamici e per progettare semplici sistemi di controllo sulla base di specifiche assegnate. A lezione verranno forniti gli strumenti metodologici, mentre in laboratorio si farà pratica di progettazione a calcolatore con l'ausilio di MATLAB e Simulink, strumenti software comunemente utilizzati nelle aziende che operano nel settore dell'automatica.
Prerequisiti
Algebra lineare, analisi, numeri complessi, fondamenti di elettrotecnica e fisica (meccanica, termodinamica e fluidodinamica).
Metodi didattici
Sono previste lezioni frontali teoriche svolte alla lavagna, esercitazioni svolte alla lavagna, esercitazioni svolte con Matlab al computer, e un'esercitazione svolta su un processo di laboratorio.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta in cui vengono valutate la conoscenza dei fondamenti teorici, la capacità di risolvere esercizi e la capacità di utilizzare strumenti di simulazione. Lo studente ha a disposizione 3 ore per svolgere l'esame. Un massimo di 3 punti addizionali possono essere ottenuti durante le esercitazioni Matlab.
Testi
P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni. Fondamenti di controlli automatici. McGraw-Hill, 2015. Quarta edizione.
Contenuti
- Teoria dei sistemi Introduzione ai problemi di controllo. Ruolo della modellistica matematica. Esempi di modelizzazione di sistemi fisici. Definizione di sistema dinamico. Classificazione dei sistemi dinamici e loro rappresentazione mediante variabili di stato. Movimenti ed equilibri. Stabilità. Sistemi LTI. Criterio di Routh-Hurwitz. Funzione di trasferimento. Schemi a blocchi. Risposte allo scalino. Risposta in frequenza. Diagrammi di Bode e di Nyquist.
- Analisi e progetto dei sistemi di controllo Sistemi di controllo in retroazione. Requisiti di un sistema di controllo. Criteri di Nyquist e Bode per la stabilità in anello chiuso. Prestazioni statiche e dinamiche. Analisi del comportamento in condizioni perturbate. Funzioni di sensitività. Sintesi del regolatore nel dominio delle frequenze. Regolatori PID. Luogo delle radici.
