Fondamenti di
Automatica - Prof. Claudia
Califano
Settore scientifico
disciplinare di riferimento:
ING/INF04
9 Crediti
Prerequisiti: Analisi Matematica I, Fisica I
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Ricevimento |
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Comunicazioni: Prove orali. Gli studenti che hanno sostenuto lo
scritto l’8 febbraio 2012 sono convocati per il giorno 20 febbraio 2012 in via
Ariosto 25 ufficio A216 Ore 9.30 studenti dalla lettera A alla
lettera G Ore 11.30 studenti dalla lettera I alla
lettera T |
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Programma
Preliminare Anno Accademico
2011-2012 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. (Lez. 27/9, 30/9) 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. (Lez. 6/10,
7/10, 11/10) 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. (Lez. 11/10, 14/10, 18/10) 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. (Lez. 18/10) |
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Testi
adottati C. Gori Giorgi, S. Monaco, S. Battilotti e S. Di Gennaro, Esercizi
e complementi di teoria dei sistemi, Ed. La Goliardica, Roma |
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Esercitazione di Matlab (14/10/2011) |
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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