Insegnamento INGEGNERIA DEI SISTEMI DI CONTROLLO

Nome del corso Ingegneria informatica ed elettronica
Codice insegnamento 70A00093
Curriculum Ingegneria informatica
Docente responsabile Paolo Valigi
Docenti
  • Paolo Valigi - Didattica Ufficiale
Ore
  • 81 Ore - Didattica Ufficiale - Paolo Valigi
CFU 9
Regolamento Coorte 2017
Erogato Erogato nel 2019/20
Erogato altro regolamento
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria informatica
Settore ING-INF/04
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.