Insegnamento INGEGNERIA DEI SISTEMI DI CONTROLLO
| Nome del corso di laurea | Ingegneria informatica ed elettronica |
|---|---|
| Codice insegnamento | 70A00093 |
| Curriculum | Ingegneria informatica |
| Docente responsabile | Paolo Valigi |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2017 |
| Erogato | Erogato nel 2019/20 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria informatica |
| Settore | ING-INF/04 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Modellazione di processi nello spazio di stato, simulazione. Proprietà strutturali. Stabilità a la Lyapunov (anche nonlineare). Allocazione degli autovalori, osservatori asintotici dello stato e teorema di separazione separazione (circa 30% del tempo). Cenni al filtro di Kalman e al controllo ottimo LQR. Regolatori PID e loro autotaratura. Distribuiti lungo il corso, matlab, simulink e realizzazione sperimentale di semplici schemi di controllo per droni, autoveicoli autonomi, e problemi di motion control in generale (circa 70% del tempo). |
| Testi di riferimento | Fondamenti di controlli automatici, di Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, Mc Graw Hill Education, 2015. |
| Obiettivi formativi | Comprensione degli strumenti fondamentali per la modellazione nello spazio di stato di sistemi dinamici e per la loro analisi. Comprensione delle proprietà di stabilità, anche in contesti non lineari, e di strumenti per le analisi associate. Comprensione dei metodi per la progettazione di schemi di controllo e di regolatori PID. Capacità di programmazione in matlab/octave per problemi di media complessità. Capacità di progettare, realizzare e sperimentare sistemi per il controllo del moto. |
| Prerequisiti | La piena comprensione delle lezioni e del materiale didattico dell'insegnamento di Ingegneria dei Sistemi di Controllo richiede, come prerequisito necessario, il possesso dei contenuti di Fondamenti di Automatica. Inoltre, è importante la conoscenza del calcolo matriciale, di concetti di base sugli spazi vettoriali e sulle equazioni differenziali, sulla manipolazione dei numeri complessi, nonchè una adegauata conoscenza di almeno un linguaggio di programmazione. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali. Attività sperimentali in aula |
| Altre informazioni | Il corso prevede alcune ore di attività sperimentale in aula e in laboratorio. Saranno inoltre assegnati semplici esercizi di simulazione numerica di sistemi dinamici e di realizzazione su schede digitali di semplici schemi di controllo per applicazioni di motion control. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova scritta e prova orale, entrambe obbligatorie. La struttura della prova scritta è in corso di definizione. La prova scritta è finalizzata alla verifica della capacità di analisi e di soluzione dei problemi di sintesi con gli strumenti discussi nel corso. Rispetto a tali strumenti, si verifica la capacità di ottenere il rispetto di assegante specifiche di comportamento. La prova scritta è finalizzata anche alla verifica della capacità di analisi di modelli nello spazio di stato e delle loro proprietà strutturali. La struttura della prova orale è in corso di definizione. La prova è volta ad accertare la compresione, da parte dello studente, degli strumenti teorici fondamentali forniti dall'insegnamento, la loro rielaborazione ed assimilazione, nonchè le relazioni tra tali strumenti e le tematiche generali dell'ingegneria informatica ed elettronica. La prova orale, di norma, prevede anche l'accertamento del posseso di buone capacità sia di programmazione in linguaggi come Matlab o Octave sia di progetaione e simulazione di schemi di controllo. Infine, la prova può prevedere anche la verifica di capacità di realizzazione e sperimentazione di semplici leggi di controllo. |
| Programma esteso | Modellazione di processi nello spazio di stato, simulazione. Proprietà strutturali. Stabilità a la Lyapunov (anche nonlineare). Allocazione degli autovalori, osservatori asintotici dello stato e teorema di separazione separazione (circa 30% del tempo). Cenni al filtro di Kalman e al controllo ottimo LQR. Regolatori PID e loro autotaratura. Distribuiti lungo il corso, matlab, simulink e realizzazione sperimentale di semplici schemi di controllo per droni, autoveicoli autonomi, e problemi di motion control in generale (circa 70% del tempo). Modellazione nello spazio di stato, simulazione, proprietà strutturali, stabilità a la Lyapunov. Controllo in retroaizone dallo stato e dall'uscita. Filtro di Kalman e controllo ottimo LQR (cenni). Regolatori PID e loro autotaratura. Matlab, simulink e realizzazione sperimentale di controllori per applicazioni di motion control. |