Presentare metodi per il progetto di controllori per processi multivariabili lineari e/o non lineari, e illustrarne l'applicazione a sistemi di natura elettromeccanica.
Si richiede che lo studente conosca i fondamenti del calcolo differenziale (in particolare la teoria delle equazioni differenziali lineari), dell'algebra lineare (autovalori, autovettori, forme canoniche di operatori lineari) e della fisica (sistemi meccanici ed elettrici). Si richiedono inoltre i concetti basilari della Teoria dei Sistemi e dei Controlli Automatici, acquisiti attraverso il corso di Fondamenti di Automatica (10 crediti) o equivalente e il corso di Controlli Automatici I (5 crediti) o equivalente.
Regolazione asintotica dell'uscita per sistemi lineari MIMO
Regolazione asintotica dell'uscita con stabilità interna. Caso di informazione completa (reazione dallo stato e disturbi misurabili). Caso di reazione dal solo errore di uscita. Principio del modello interno. Caso SISO: confronto con i metodi classici basati su rappresentazioni ingresso-uscita. Cenni sulla costruzione di regolatori robusti.
Controllo del robot Pendubot
Cenni sulla modellistica delle strutture sottoattuate. Stabilizzazione di configurazioni di equilibrio instabile.
Controllo di un robot flessibile
Cenni sulla modellistica delle strutture flessibili. Inseguimento di traiettorie per il tip mediante regolazione asintotica.
Teoria della stabilità per sistemi non lineari
Definizioni di stabilità secondo Lyapunov. Il metodo diretto di Lyapunov. Costruzione di funzioni di Lyapunov. Teoremi dell'insieme invariante. Il metodo indiretto di Lyapunov.
Stabilizzazione via retroazione dallo stato
Stabilizzazione mediante approssimazione lineare. Cenni alla linearizzazione esatta via retroazione.
Controllo dei robot manipolatori
Cenni sulla modellistica: il
metodo di Eulero-Lagrange. Stabilizzazione di posizione (set-point)
mediante il criterio di Lyapunov: controllori PD con compensazione
della gravità, controllori PID. Set-point e tracking mediante
linearizzazione esatta.
Controllo dei robot mobili
Vincoli anolonomi.
Modellistica. Elementi di controllabilità e
stabilizzabilità non
lineare. Pianificazione del moto. Stabilizzazione di traiettoria.