Fondamenti di Automatica - Prof. Claudia Califano

 

Settore scientifico disciplinare di riferimento: ING/INF04  9 Crediti

Prerequisiti: Analisi Matematica I, Fisica I

 


Anno Accademico 2016-2017

 

Programma

Orario delle Lezioni

Lunedì 8:30-10:00

Martedì 8:30-11:45 Laboratorio 15 Via Tiburtina

Venerdì 12:00-13:30




Ricevimento 

Lunedì 10:15-11:30

Prossimi Esami

esame del 9 Gennaio 2017 –Via Ariosto 25  

 

Risultati Esonero

 

 

Esercizi e Testi di esame

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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·        Programma  Anno Accademico 2015-2016

 

·         Sistemi dinamici orientati e rappresentazioni con lo stato. Dal fenomeno, al modello al sistema astratto. Concetto di sistema dinamico causale. I sistemi lineari, stazionari, a dimensione finita; la rappresentazione esplicita ed implicita; decomposizione in risposta libera e forzata; la matrice di transizione e la matrice delle risposte impulsive: loro proprietà. 

·        Analisi nel dominio del tempo I modi naturali nell'evoluzione libera dello stato per le rappresentazioni regolari; leggi di moto e traiettorie dei modi naturali; i modi naturali nel regime forzato e nella risposta in uscita.  

·         Analisi nel dominio della variabile complessa La trasformata di Laplace per l'analisi dei sistemi a tempo continuo.  Il regime permanente e il regime transitorio; la risposta permanente a ingressi canonici.

·         Studio del comportamento in frequenza La risposta armonica. La rappresentazione della funzione di trasferimento. I diagrammi di Bode. Parametri significativi del modulo della risposta armonica e della risposta indiciale. Collegamento tra comportamento nel tempo ed in frequenza. 

·        Funzione di trasferimento e problemi di realizzazione. Calcolo delle rappresentazioni nello spazio di stato a partire dai modelli ingresso-uscita.

·        Elementi di teoria della stabilità Definizione di stabilità per i sistemi lineari: condizioni e criteri. La stabilità interna: il criterio di Routh.  

·         Introduzione al progetto. Concetto di controllo automatico. Esempi di sistemi di controllo. Le principali azioni di controllo e le loro caratteristiche. Proprietà dei sistemi a controreazione: la sensibilità alla variazione dei parametri e l'effetto dei disturbi, la fedeltà di risposta, la stabilità. I componenti di un sistema di controllo. 

·         La stabilità dei sistemi a controreazione. Il criterio di Nyquist. La robustezza ed i margini di fase e di guadagno. 

·         La sintesi in frequenza Il progetto per tentativi del controllore.

·        Le proprietà strutturali Raggiungibilità; caratterizzazione e proprietà dello insieme degli stati raggiungibili. Inosservabilità; caratterizzazione e proprietà dell'insieme degli stati inosservabili. Scomposizione rispetto alla raggiungibilità/osservabilità. La scomposizione di Kalman.

·         L’assegnazione degli autovalori Il problema dell’assegnazione degli autovalori mediante reazione dallo stato. Il problema della ricostruzione dello stato; l'osservatore. L'assegnazione degli autovalori mediante reazione dall’uscita.

·         Utilizzo di Matlab per lo studio dei sistemi dinamici

 

 

 

 

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Testi consigliati
Salvatore Monaco, Sistemi Lineari  Elementi di Analisi, Soc. Editrice Eusculapio
Alberto Isidori, Controlli Automatici, I vol. Siderea

C. Gori Giorgi, S. Monaco, S. Battilotti e S. Di Gennaro, Esercizi e complementi di teoria dei sistemi, Ed. La Goliardica, Roma

R.C. Dorf, R.H. Bishop: Controlli Automatici, Pearson Addison-Wesley

S. Battilotti, Notes for “Fondamenti di Automatica”

 

 

Carta semilogaritmica

Funzioni compensatrici elementari

 

 

Esercizi e Testi di Esame

 

Esercitazione 1 di Matlab (corretto)

Esercitazione 2 di Matlab (corretto)

Risposta_indiciale

 

Esercizi 1

Esercizi 2

Esercizi 3

Esercizi 4

Esercizi 5

Esercizi 6

Esercizi 7

Esercizi 8

 

 

Testi  Esame

8/1/2013

 

 

Anno Accademico 2009-2010

Sistemi dinamici orientati e rappresentazioni con lo stato. Dal fenomeno, al modello al sistema astratto. Concetto di sistema dinamico causale. I sistemi lineari, stazionari, a dimensione finita; la rappresentazione esplicita ed implicita; decomposizione in risposta libera e forzata; la matrice di transizione e la matrice delle risposte impulsive: loro proprietà.

Analisi nel dominio del tempo I modi naturali nell'evoluzione libera dello stato per le rappresentazioni regolari; leggi di moto e traiettorie dei modi naturali; i modi naturali nel regime forzato e nella risposta in uscita.

Analisi nel dominio della variabile complessa La trasformata di Laplace per l'analisi dei sistemi a tempo continuo. La trasformata Z per l'analisi dei sistemi a tempo discreto.  Il regime permanente e il regime transitorio; la risposta permanente a ingressi canonici.

Studio del comportamento in frequenza La risposta armonica. La rappresentazione della funzione di trasferimento. I diagrammi di Bode. Parametri significativi del modulo della risposta armonica e della risposta indiciale. Collegamento tra comportamento nel tempo ed in frequenza.

Funzione di trasferimento e problemi di realizzazione. Calcolo delle rappresentazioni nello spazio di stato a partire dai modelli ingresso-uscita.

Elementi di teoria della stabilità Definizione di stabilità per i sistemi lineari: condizioni e criteri. La stabilità interna: i criteri di Routh e Jury.

Introduzione al progetto. Concetto di controllo automatico. Esempi di sistemi di controllo. Le principali azioni di controllo e le loro caratteristiche. Proprietà dei sistemi a controreazione: la sensibilità alla variazione dei parametri e l'effetto dei disturbi, la fedeltà di risposta, la stabilità. I componenti di un sistema di controllo. 

La stabilità dei sistemi a controreazione. Il criterio di Nyquist. La robustezza ed i margini di fase e di guadagno. 

La sintesi in frequenza Il problema dell'asservimanto proporzionale. La scomposizione del progetto: precisione, compensazione del disturbo, stabilità, velocità di risposta.  Il progetto per tentativi del controllore. La sensibilità alle variazioni dei parametri.

Complementi alla sintesi in frequenza Le principali azioni di controllo ed i regolatori standard. Cenni sul luogo delle radici. La sintesi diretta, la compensazione in avanti del disturbo e la valutazione delle prestazioni.

Le proprietà strutturali Raggiungibilità; caratterizzazione e proprietà dello insieme degli stati raggiungibili. Inosservabilità; caratterizzazione e proprietà dell'insieme degli stati inosservabili. Scomposizione rispetto alla raggiungibilità/osservabilità. La scomposizione di Kalman.

L’assegnazione degli autovalori Il problema dell’assegnazione degli autovalori mediante reazione dallo stato. Il problema della ricostruzione dello stato; l'osservatore. L'assegnazione degli autovalori mediante reazione dall’uscita.

 

 

 


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