34842 - CONTROLLI AUTOMATICI E TEORIA DEI SISTEMI M

Conoscenze e abilità da conseguire

Sistemi ad eventi discreti, controllo multivariabile, controllo adattativo, controllo robusto, controllo non lineare.Conoscenza dei concetti e dei metodi fondamentali per lo studio delle proprietà strutturali dei sistemi dinamici, con particolare riferimento ai sistemi multivariabili lineari a tempo continuo e discreto.

Contenuti

1. Introduzione

Introduzione alla teoria moderna del controllo. Esempi di controlli automatici avanzati. Teoria moderna e classica del controllo.

2. Teoria dei sistemi

Modello nello spazio degli stati. Relazione tra modello nello spazio degli stati e funzione di Trasferimento. Controllabilità (Stabilizzabilità) e Osservabilità (Rivelabilità). Trasformazioni di stato. Forme minime e problema della realizzazione. Formula di Eulero, moto forzato e libero. Forme canoniche di Jordan, di osservabilità, di controllabilità. Assegnamento poli mediante retroazione di stato. Problema duale. Progetto di osservatori identità Osservatori di ordine ridotto.  Retroazione dinamica delle uscite (principio di separazione). Stabilità di sistemi dinamici (lineari e non) mediante Lyapunov. Relazione tra autovalori della matrice di stato e stabilità per sistemi    lineari. Criterio di Lyapunov per la stabilità.

3. Controllo ottimo in ambiente deterministico

Introduzione al problema di controllo ottimo. Funzione Hamiltoniana ed equazioni di Eulero Lagrange. Principio del minimo di Pontryagin. Problema di controllo ottimo LQ. Controllo ottimo in retroazione (principio di ottimalità di Bellman). Soluzione del problema a tempo finito. Problema di inseguimento ottimo. Regolatore Stazionario a tempo infinito. Set point control. Controllo ottimo con specifiche frequenziali. Controllo ottimo in  ambiente stocastico.

4. Introduzione all'analisi e alla sintesi per sistemi non lineari.

Il criterio di Lyapunov. Cenni di linearizzazione mediante feedback (“feedback linearization”) e linearizzazione ingresso-uscita. Esempi di stabilizzazione e inseguimento di traiettorie mediante retroazione dello stato. Progetto di regolatori basati su funzioni di Lyapunov. Esempi di stabilizzazione robusta.   Controllo “Set Point”  robusto mediante azione integrale. Gain scheduling. Cenni di controllo adattativo mediante esempi.

Testi/Bibliografia

[1] G. Marro, Teoria dei Sistemi di controllo", Zanichelli Editore, 1999.  

[2] S. Rinaldi, C. Piccardi, "I Sistemi Lineari", Citta Studi Edizioni

[3] M. Tibaldi, "Progetto di sistemi di controllo", Pitagora editrice Bologna.

[4]  A. Isidori, “Nonlinear control systems”, Springer Verlag.

[5] H. Khalil, “Nonlinear systems”, Prentice Hall.

Metodi didattici

Le lezioni di carattere metodologiche saranno abbinate ad esercitazioni in aula su problemi ingegneristici significativi mediante l'uso di calcolatore e Matlab-Simulink. Non sono previste attivita' in laboratorio supervisionate.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

E' previsto lo svolgimento di un progetto di un sistema di controllo (tesina)  e  una prova orale di verifica

Strumenti a supporto della didattica

Principalmente le lezioni saranno svolte alla lavagna. Sara' svolta anche  un'attivita' in aula mediante strumenti di simulazione quali Matlab-Simulink

Link ad altre eventuali informazioni

http://www-lar.deis.unibo.it/people/lmarconi/studenti.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Lorenzo Marconi