COMPLEMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI

Vito CALDERARO COMPLEMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI

0622400010
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2020/2021



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
990LEZIONE
Obiettivi
COMPETENZE DA ACQUISIRE:
ANALISI E PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI CONTROLLO A TEMPO CONTINUO E DISCRETO, DETERMINISTICI E STOCASTICI,
APPRENDIMENTO DELLE METODOLOGIE PIÙ MODERNE DI PROGETTAZIONE DI CONTROLLORI PER SISTEMI
DINAMICI.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
TECNICHE AVANZATE PER IL CONTROLLO DI SISTEMI DINAMICI. ANALISI DI SISTEMI NONLINEARI. CONTROLLO OTTIMO.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE:
SAPER PROGETTARE CONTROLLORI OTTIMI PER SISTEMI DINAMICI LINEARI. SAPER ANALIZZARE SISTEMI DI CONTROLLO LINEARI E NONLINEARI.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
SAPER INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER IL CONTROLLO IN RETROAZIONE DEI SISTEMI DINAMICI AD UN INGRESSO ED UNA
USCITA.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
SAPER ESPORRE ORALMENTE UN ARGOMENTO DEL CORSO. SAPER SCRIVERE UNA RELAZIONE SU UNA ANALISI O UN PROGETTO
EFFETTUATI.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
TECNICHE BASE DI OTTIMIZZAZIONE. TECNICHE AVANZATE PER IL CONTROLLO DI SISTEMI DINAMICI. ANALISI DI SISTEMI NONLINEARI. CONTROLLO OTTIMO. ANALISI DI SISTEMI STOCASTICI
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
SAPER PROGETTARE CONTROLLORI OTTIMI PER SISTEMI LINEARI SAPER ANALIZZARE SISTEMI DI CONTROLLO LINEARI E NONLINEARI. SAPER IMPLEMENTARE ALGORITMI DI STIMA OTTIMA
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
SAPER INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER IL CONTROLLO IN RETROAZIONE DEI SISTEMI DINAMICI AD UN INGRESSO ED UNA
USCITA.
ABILITÀ COMUNICATIVE
SAPER ESPORRE ORALMENTE UN ARGOMENTO DEL CORSO. SAPER SCRIVERE UNA RELAZIONE SU UNA ANALISI O UN PROGETTO
EFFETTUATI.
CAPACITÀ DI APPRENDERE
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE
GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
MATEMATICHE DI BASE, CON PARTICOLARE RIFERIMENTO ALL’ALGEBRA LINEARE ALL’ANALISI NEL
CAMPO COMPLESSO, ANALISI MATEMATICA MULTIVARIABILE, CONCETTI BASE DI PROBABILITÀ OLTRE ALLE CONOSCENZE SUI METODI CLASSICI DI PROGETTO DI CONTROLLORI E A QUELLE DELL'ANALISI DEI SEGNALI DETERMINISTICI E ALEATORI.
Contenuti
PARTE A (60 ORE)
CONCETTO DI CONTROLLO OTTIMALE
MASSIMO E MINIMO DI FUNZIONI
METODI DI OTTIMIZZAZIONE NON VINCOLATI
VINCOLI DI UGUAGLIANZA E MOLTIPLICATORI DI LAGRANGE
CENNI ALLA PROGRAMMAZIONE MATEMATICA
CALCOLO DELLE VARIAZIONI, EQUAZIONI DI EULERO LAGRANGE
CONTROLLO OTTIMO IN ASSENZA DI VINCOLI
IL PRINCIPIO DEL MASSIMO
PROBLEMI DI CONTROLLO OTTIMO A TEMPO DISCRETO
PRINCIPIO DI BELLMAN E PROGRAMMAZIONE DINAMICA
PROGRAMMAZIONE DINAMICA A TEMPO CONTINUO. EQUAZIONE DI HAMILTON JACOBI BELLMAN
PROBLEMI DI CONTROLLO A TEMPO MINIMO, A MINIMO CONSUMO, A MINIMA ENERGIA, PROBLEMI MISTI
SOLUZIONI SINGOLARI.
PROBEMI DI CONTROLLO OTTIMO LINEARE QUADRATICO FORMULAZIONE CONTINUA E FORMULAZIONE DISCRETA
PROBLEMI A TEMPO INFINITO, SINTESI DEI REGOLATORI OTTIMI LQ
PROPRIETÀ SPETTRALI DEI REGOLATORI LQ, MATRICE HAMILTONIANA E ANALISI IN
INTRODUZIONE AI CONCETTI DI STIMA E DI IDENTIFICAZIONE DEI MODELLI
STIMA AI MINIMI QUADRATI, FORMULAZIONE BATCH E FORMULAZIONE RICORSIVA
RICHIAMI DI PROBABILITÀ E STATISTICA
STIMA LINEARE DI MINIMA VARIANZA
STIMA AI MINIMI QUADRATI, FORMULAZIONE BATCH E FORMULAZIONE RICORSIVA, FILTRO DI KALMAN
CONTROLLO OTTIMO STOCASTICO, PROGRAMMAZIONE DINAMICA NEL CASO STOCASTICO, REGOLATORI LQG
PARTE B (30 ORE)
INTRODUZIONE A MATLAB E SIMULINK
CONTROL SYSTEM TOOLBOX
SCHEMI DI CONTROLLO AVANZATI
REGOLATORI IN ANELLO APERTO
REGOLATORI IN CASCATA
CONTROLLO DI SISTEMI INSTABILI
SISTEMI DI CONTROLLO NON LINEARI
CONSIDERAZIONI PRELIMINARI
OSCILLAZIONI PERMANENTI: IL METODO DELLA FUNZIONE DESCRITTIVA
STABILITÀ ASSOLUTA: CRITERI DEL CERCHIO E DI POPOV
ANALISI DI SISTEMI NON LINEARI
STUDIO DELLA STABILITÀ ALLA LYAPUNOV
REGOLATORI PID
SINTESI DIRETTA DI SISTEMI DI CONTROLLO DIGITALE
REQUISITI E SPECIFICHE
SINTESI MEDIANTE IL LUOGO DELLE RADICI

Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI IN
LABORATORIO.
NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO ASSEGNATI, SVOLTI E COMMENTATI ESERCIZI DA RISOLVERE
MEDIANTE L’UTILIZZO DI CALCOLATRICE SCIENTIFICA E DIAGRAMMI MENTRE NELLE ESERCITAZIONI DI
LABORATORIO VERRANNO UTILIZZATI SIMULINK E MATLAB
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
L’ESAME CONSISTE IN UN COLLOQUIO
ORALE, IL CUI SCOPO È VALUTARE LE CONOSCENZE E LE CAPACITÀ DI COMPRENSIONE ACQUISITE, LA
CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA.

DURANTE COLLOQUIO ORALE LO STUDENTE DOVRÀ PREVENTIVAMENTEDESCRIVERE IL PROGETTO ELABORATO DURANTE IL CORSO ED IL SUO PARTICOLARE CONTRIBUTO NEL CASO DI LAVORI DI GRUPPO. IL COLLOQUIO POI 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.
LA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ ACQUISITA SUI
CONTENUTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE DEL PROGETTO
E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA. 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
-R.F. STENGEL, OPTIMAL CONTROL AND ESTIMATION, DOVER PUBNS 1994, ISBN-13: 978-0486682006
-P. BOLZERN, R. SCATTOLINI, N. SCHIAVONI, FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI 4 ED , MCGRAW-HILL, MILANO,
2008, ISBN 978-88-386-6882-1.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-05-23]