Controlli Automatici


Ingegneria Informatica/Automazione

A.A. 2018/2019

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Titolare: Ph.D. Daniele Carnevale (daniele - punto - carnevale - at - uniroma2.it)
Collaboratori: Ing. Francesco Conversi e Ing. Luca Calacci.




NEWS

  • Sono uscite su Delphi le date d'esame degli appelli Autunnali:29 Agosto ore 14:00 in aula B1, 13 Settembre ore 10:30 in aula C3.
  • Voti della parte orale dell'esame del primo Luglio: 240241-27/30, 231821-21/30, 234122-27/30.
  • Voti 17 Giugno della parte orale: 0217438-27/30 (manca digitale), 217567-27/30 (manca digitale), 241477-30/30 (completo), 230374-28/30 (manca progetto+digitale).
  • Controllare sul sito Delphi per gli esami Estivi.
  • Fondazione Mondo Digitale cerca giovani universitari che vogliono sperimentarsi come formatori in una serie di ambiti scientifici.
  • Risultati esami del 7 Maggio.
  • Risultati dell'esame del 26.2.2019.
  • Appello straordinario il 7 Maggio alle ore 14:00 Aula C4: iscrizione abilitata su delphi.
  • Su Delphi sono disponibili gli appelli della sessione invernale: Martedi' 5 Febbraio ore 9:00 in aula B6 e Martedi' 26 Febbraio alle 9:00 in aula B9.
  • BCI: scheda che verra' acquistata per il progetto 'Texas Instruments ADS1299EEGFE-PDK Performance Development Kit'.
  • Ore 9:00, un team dell'azienda Vitrociset terrà un seminario con la seguente agenda: Vitrociset Company Overview, Swarm Project: Overview, Swarm Project: Autolanding. Maggiori informazioni sul progetto Swarm, sono reperibili qui. Alla fine del seminario verranno raccolti i CV degli studenti interessati a svolgere una attività di Tesi/Tirocinio o Stage presso Vitrociset. Il seminario è rivolto principalmente a studenti della laurea magistrale in Ingegeria dell'automazione, ma è di interesse generale anche per studenti di altri corsi di Ingegneria, particolarmente in ambito informatica
  • Le slides dell'Ing. Conversi sono state aggiornate.
  • Progetti per il corso di controlli automatici.
  • 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 A.A. 2018-2019:

  • 8.1-2019: Come implementare un PID, slides e codice matlab.
  • 20.12: Esercitazione complessiva, codice.
  • 18.12: Criterio del Cerchio e di Popov.
  • 13.12: Esercitazione su matlab.
  • 6.12: Regolatori standard PID.
  • 4.12: Reti correttrici ed esempio di design del controllore.
  • 29.11: Predittore di Smith e Criterio di stabilita' assoluta.
  • 20.11: Sensore ed esempio di progetto (Ing. Conversi).
  • 15.11: Dynamic Signal Analyzer (Ing. Conversi).
  • 13.11: Oscilloscopi digitali (Ing. Conversi).
  • 8.11: DAC e multimetri (Ing. Conversi).
  • 6.11: Introduzione (Ing. Conversi).
  • 23.10: Ritardo e ricadute sulla stabilita' del sistema a ciclo chiuso. Esercizio su Matlab.
  • 18.10: Lezioni su Matlab (Ing Luca Calacci).
  • 16.10: Lezioni su Matlab (Ing Luca Calacci).
  • 8.10: Linearizzazione attorno ad un p.to di equilibrio. Brevissima introduzione all'identificazione.
  • 6.10: Discretizzazione esatta (e di Eulero) di un sistema dinamico lineare. Progetto del regolatore per le specifiche a regime e nel transitorio - slides.
  • 1.10: Sistema del primo e secondo ordine, tempo di assestamento, sovraelongazione ecc..
  • 30.9: Risposta forzata e risposta libera. P.ti di equilibrio e stabilita' dei sistemi lineari.
  • 25.9: Specifiche a regime e di stabilita' asintotica per il progetto del regolatore.
  • 23.09: Algebra dei blocchi per il calcolo delle funzioni di trasferimento. Ripasso sul concetto di stabilità di sistemi non lineari e lineari, coppie di lavoro, stabilita' asintotica, semplice e instabilita'. Uso degli autovalori per ottenere informazioni sulla stabilita'/instab./as.stab. di un sistema lineare.



 

Programma A.A. 2016-2017:

 



 

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:

Martedi` Giovedi`
9:30-11:00 11:30-13:00
B15 B7

Materiale didattico