Controlli Automatici


Ingegneria Informatica/Automazione

A.A. 2016/2017

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Titolare: Ph.D. Daniele Carnevale (daniele - punto - carnevale - at - uniroma2.it)

Assistenti: Ing. Mateusz Gospodarczyk e Ing. Giuseppe Ferro'.




NEWS

  • ATTENZIONE: l'orario delle verbalizzazioni/esami e' spostato di mezz'ora, ovvero inizia alle 14:30 nel laboratorio di robotica.
  • Risultati esami (completi) al 3 Marzo 2016. Verbalizzaioni: giovedi' 23 alle ore 14:00.
  • Istruzioni per il progetto di Controllo Digitale. Per ottenere il link alla tabella excel per la prenotazione delle diverse postazioni inviare una email al docente.
  • Per il voto della presentazione del 26 Gennaio si prega di iscriversi su Delphi all'esame. Entro Mercoledi usciranno le istruzioni per la compilazione del controllore sul robot Scortec.
  • Votazioni (iscritti sul sito Delphi):
    MatricolaPresentazioneOraleDigitale
    19123810--
    21501910--
    17470110--
    2028939--
    20183110--
    20313610--
    2151289--
  • Appelli della sessione invernale: 10 Febbraio, ore 14:00 nell'ufficio del Prof. Carnevale (E' necessario inciare un'email al professore per iscriversi) 3 Marzo ore 9:30 nell'ufficio del Prof. Carnevale (E' necessario inciare un'email al professore per iscriversi) .
  • Nella settimana del 17 Ottobre le lezioni saranno dedicate alla programmazione Matlab (le lezioni quindi ci saranno e saranno dedicate alla programmazione).
  • Doodle per provare a spostare la lezione di giovedi' alle 16:00. Controllare di seguito l'orario del corso aggiornato.
  • Sono aperte le iscrizioni su Delphi.

 


 

Programma:

Sintesi in frequenza: prestazioni nel transitorio e a regime, analisi della stabilita' del sistema a ciclo chiuso, reti correttrici e regolatori standard, reiezione pratica ed asintotica di disturbi, feedforward.
Robustezza: funzione di sensitivita', criteri del Cerchio e di Popov.
Controllo Digitale: campionatore ideale, organi di tenuta, ADC/DAC, sistema di controllo digitale con sintesi diretta ed indiretta di regolatori, strumenti per l'analisi della stabilita' del sistema a ciclo chiuso, implementazione su microcontrollore (Arduino) del controllo di un motore DC. Programmazione: Matlab, Simulink, programmazione su microcontrollore.




 

Programma in corso, A.A. 2016-2017:


 

Programma in corso, A.A. 2015-2016:

 


Programma A.A. 2014-2015:

  • Controllo digitale. [Appunti]
  • Funzioni generiche negli schemi Matlab. Introduzione allo schema di controllo Extremum seeking. [ExSeeking]
  • Disaccoppiamento ingresso uscita per sistemi MIMO.[PID]
  • Approssimazione di Pade', predittore di Smith, Criterio del Cerchio e di Popov. [Appunti] [Pade] [Popov]
  • Filtraggio, Feedforward e sistemi di controllo a 2 gradi di liberta'. [Appunti] [Filtri di Butterworth] [Codice 3DOF]
  • Simulink: introduzione, metodi di integrazione, elementi di base, PID. [Codice]
  • Metodo di discretizzazione esatta (sistemi lineari) e di Eulero per sistemi dinamici a tempo continuo. [Codice].
  • Robustezza: variazioni parametriche, funzione di sensitivita', margine di fase e di guadagno, criterio di Kharitonov. Calcolo simbolico su matlab. [Codice].
  • Relazione tra margine di fase e prestazione del sistema controllato. Metodi di sintesi del controllore per ottenere prestazioni a regime e nel transitorio. Corretta : [Appunti].
  • Uso delle reti nel progetto del sistema di controllo e analisi delle funzioni di sensitivita', sens. complementare, di controllo [Codice].
  • Progetto di un sistema di controllo: stabilizzazione e specifiche di regime [ Codice].
  • Reti anticipatrici e ritardatrici.
  • Stabilita' e toerema di Nyquist, criterio di routh e luogo delle radici.
  • Specifiche a regime e design del controllore per inseguimento asintotico. Reiezione pratica e asintotica di disturbi.
  • Matlab: esempi di diagramma di bode e calcolo della risposta per i sistemi di primo e secondo ordine e a fase non minima, [ Appunti].
  • Matlab: funzioni di trasferimento tramite tf(), diagramma di bode, ciclo for, funzione di risposta al gradino, zpk() [ codice].
  • Risposta di un sistema LTI a tempo continuo: libera, forzata, transitorio e permanente. Trasformata di Laplace e funzione di trasferimento.
  • Introduzione al corso. Concetto di sistema dinamico e rappresentazione nello spazio di stato. Diagramma a blocchi e funzioni di trasferimento di sensitivita'.

 

Programma A.A. 2013-2014:

  • Ripasso: funzione di trasferimento, sistema del primo e secondo ordine, diagrammi di Bode, Nyquist, margine di guadagno e fase, teorema di Nyquist, schemi a blocchi, criterio di Routh-Hurwitz.
  • Funzioni di trasferimento del primo e secondo ordine, sistemi a fase non-minima. caratteristiche della risposta al gradino unitario.
  • Accenno alla forma canonica di controllore (realizzazione).
  • Matlab
  • Reiezione e asservimento asintotico e pratico (sistemi di tipo k).
  • Regolatori standard: rete anticipatrice, ritardatrice, PID.
  • Prestazioni di un sistema di controllo.
  • Feedforward e sistemi di controllo a due gradi di liberta'.
  • Variazioni parametriche (criterio di Kharitonov), funzioni di sensitivita' e prestazioni in condizioni perturbate.
  • Ritardo e approssimante di Pade'.
  • Sistemi di controllo avanzati: Predittore di Smith, criterio del cerchio e di Popov (stabilita' assoluta).
  • Trasformata e antitrasformata Zeta. Campionatore ideale e ricostruttori. Aliasing.
  • Schemi di controllo a tempo discreto.
  • Design di controllori a tempo discreto: metodo diretto ed indiretto.
  • Tecniche di disaccoppiamento per sistemi MIMO e controllo decentralizzato.
  • Metodi anti-saturazione del termine integrale e schemi per controllori switching.
  • Metodi di minimizzazione dinamica: Newton-Rapson e Gradiente.



Obiettivi del corso:

Lo studente al termine del corso deve essere in grado di progettare un sistema di controllo a tempo continuo analizzandone le proprieta' di stabilita', prestazioni e robustezza. Dovra' poi essere in grado di implementarlo a tempo discreto per simularne al calcolatore il comportamento ed implementarlo su microcontrollore.

 

Testi di riferimento:

  • Controlli automatici, Marro, Zanichelli
  • Sistemi di controllo, Alberto Isidori, Siderea.
  • Fondamenti di Controlli Automatici, P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, McGraw-Hill
  • C. Bonivento, C. Melchiorri e R. Zanasi, Sistemi di Controllo Digitale, Progetto Leonardo, Bologna 1995.

Orari del corso:

Mercoledi` Giovedi`
14:00-15:30 16:00-17:45
C3 B16

Materiale didattico