B014980 - FONDAMENTI DI AUTOMATICA

Italiano

Modellistica e simulazione di sistemi dinamici.
Analisi di sistemi lineari a tempo continuo: modelli di stato, modelli ingresso/uscita, stabilità.
Analisi di sistemi a retroazione: tecniche di studio nel dominio del tempo e della frequenza.
Sintesi di sistemi di controllo a retroazione: sintesi per tentativi, controllori PID.
Sistemi a dati campionati.

- Basso, Chisci, Falugi: Fondamenti di automatica, CittàStudi, 2007.

- Bolzern, Scattolini e Schiavoni: Fondamenti di controlli automatici, 3a edizione, Mc Graw-Hill Italia, Milano, 2008.

Altro materiale:

- Appunti del docente
- Cavallo, Setola e Vasca: La nuova guida a Matlab, Simulink e Control Toolbox, 2002.

Fornire agli studenti gli strumenti matematici e informatici necessari all'analisi e alla progettazione di sistemi di controllo automatico a retroazione.

- Determinare un modello matematico a parametri concentrati di un processo.
- Simulare un modello dinamico con l'ausilio di appropriati strumenti CAD (SIMULINK).
- Utilizzare strumenti matematici e CAD (MATLAB Control System Toolbox) per l'analisi di sistemi lineari, tempo-invarianti a tempo-continuo
- Progettare un sistema di controllo automatico a retroazione

Numeri complessi, derivate e integrali, equazioni differenziali lineari: ANALISI MATEMATICA
Algebra lineare: matrici, vettori, determinanti e sistemi di equazioni lineari: GEOMETRIA E ALGEBRA LINEARE
Analisi di reti elettriche: ELETTROTECNICA/ TEORIA DEI CIRCUITI
Elementi di meccanica, idraulica e termodinamica: FISICA
Conoscenza elementare dell'uso di un PC: FONDAMENTI DI INFORMATICA

Lezioni ed esercitazioni in aula.

Esame scritto con le seguenti modalità:
1) Voti sufficienti si possono verbalizzare previo colloquio su esito prova scritta esclusivamente entro la sessione di esami;
2) Voti non inferiori a 14 permettono di sostenere l'esame orale nella stessa sessione dello scritto svolto;
3) La presenza/consegna ad un compito scritto annulla il punteggio acquisito negli scritti precedenti.

1. MODELLISTICA E SIMULAZIONE
- Modelli di stato e ingresso-uscita.
- Modelli lineari a parametri concentrati di sistemi elettrici, meccanici, idraulici e termici.
- Simulazione al calcolatore di sistemi dinamici (MATLAB+SIMULINK).

2. ANALISI DI SISTEMI LINEARI A TEMPO-CONTINUO
- Cenni sulla trasformata e antitrasformata di Laplace
- Funzione di trasferimento e risposta impulsiva
- Analisi della risposta: risposta libera e risposta forzata
- Stabilità
- Criterio di Routh-Hurwitz
- Risposta al gradino
- Analisi armonica
- Risposta in frequenza e sue rappresentazioni grafiche mediante diagrammi di Bode e Nyquist.

3. ANALISI DI SISTEMI A RETROAZIONE
- Stabilità interna
- Criterio di Nyquist
- Margini di stabilità
- Specifiche statiche: errori a regime e tipo del sistema
- Specifiche dinamiche nel dominio del tempo (sovraelongazione, tempo di assestamento e tempo di salita)
- Specifiche dinamiche nel dominio della frequenza (picco di risonanza, banda passante, margine di fase e pulsazione di attraversamento)
- Correlazioni empiriche fra le varie specifiche
- Il luogo delle radici

4. SINTESI DI SISTEMI DI CONTROLLO A RETROAZIONE
- Funzioni compensatrici elementari: funzione attenuatrice ed anticipatrice
- Sintesi per tentativi nel dominio della frequenza
- Sintesi per tentativi mediante il luogo delle radici
- Compensatori PID

5. SISTEMI A DATI CAMPIONATI
- Analisi dei sistemi a tempo discreto
- Metodi di discretizzazione
- Sintesi di sistemi di controllo