Insegnamento FONDAMENTI DI AUTOMATICA

Nome del corso di laurea Ingegneria informatica ed elettronica
Codice insegnamento 70A00058
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Mario Luca Fravolini
Docenti
  • Mario Luca Fravolini
Ore
  • 81 Ore - Mario Luca Fravolini
CFU 9
Regolamento Coorte 2019
Erogato Erogato nel 2020/21
Erogato altro regolamento
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria informatica
Settore ING-INF/04
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti • Modelli di sistemi reali
• Analisi dei sistemi lineari
• Sistemi Controllati
• Analisi di sistemi in retroazione
• Analisi con il Luogo delle Radici
• Specifiche nei sistemi controllo e cenni di Sintesi
• Elementi di Programmazione in Matlab
Testi di riferimento - P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni :Fondamenti di controlli automatici 3/ed Mc Graw-Hill, 2008
Obiettivi formativi L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti nozioni sull’impiego dei più importanti strumenti di analisi e di progetto per sistemi di controllo (lineari e stazionari tempo continuo) ad un ingresso ed una uscita.

Le principali conoscenze acquisite saranno:
• Conoscenze di base per la modellazione ed analisi dei sistemi dinamici tempo continuo.
• Conoscenze di base sui principali schemi di controllo.
• Conoscenza dei principali strumenti per l’analisi ed il progetto di sistemi di controllo ad un ingresso ed una uscita.
• Conoscenza dei software di analisi, progetto e simulazione dei sistemi dinamici.
• Conoscenza delle problematiche relative a rumori ed incertezze di moderazione sulle prestazioni dei sistemi di controllo.
• Conoscenze di base sulle specifiche di progetto e sui vincoli progettuali per un sistema di controllo.

Le principali abilità acquisite saranno:
• Capacità di saper scegliere ed applicare gli strumenti più idonei per l'analisi dei sistemi dinamici lineari.
• Capacità di saper scegliere lo schema di controllo tenendo conto delle specifiche.
• Saper impiegare i toolbox di Matlab e simulink per l’analisi ed il progetto e verifica simulativa dei sistemi tempo continuo.
Prerequisiti Analisi Matematica I e Fisica I
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo:
• Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti trattati nel corso.
• Esercitazioni in aula curate dal docente avente per oggetto l’impiego dei più importanti tollbox per il progetto ed analisi dei sistemi di controllo in ambiente Matlab e simulink.
Altre informazioni -
Modalità di verifica dell'apprendimento L’esame prevede una prova scritta di durata complessiva di 2.5 ore ed una prova orale, entrambe obbligatorie.
• La prova scritta sarà costituita da 2 esercizi strutturati in più punti che coprono tutti gli argomenti trattati nel corso e di una domanda aperta.
• La prova scritta è finalizzata a verificare la comprensione dei vari strumenti di analisi e progetto trattati nel corso e la capacità di saper correlare in modo organico le varie informazioni ottenute nello svolgimento dei vari punti dell’elaborato.
• Verifica della capacità di saper presentare ed organizzare i risultati in modo sintetico e chiaro avvalendosi anche di schemi, grafici e formule.
• La prova orale è finalizzata a valutare il livello di comprensione degli argomenti teorici e pratici alla base del corso ed a valutare la capacità di prestare in modo rigoroso e chiaro gli argomenti.
• La prova orale si svolge,di norma, qualche giorno dopo la svolgimento dell’esame scritto.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso • Modelli di sistemi reali
Esempi di modellazione di sistemi dinamici reali. Modelli ingresso-uscita. Modelli lineari, stazionaria a dimensione finita.

• Analisi dei sistemi lineari
Rappresentazione ed analisi dei sistemi lineari a tempo continuo con trasformata di Laplace. Modi di un sistema lineare a tempo continuo. Stabilità.
Analisi della Risposta al gradino di sistemi del primo e del secondo ordine. Analisi della risposta ad ingressi sinusoidali, Risposta Armonica, diagrammi di Bode, diagramma di Nyquist.

• Sistemi Controllati
Controllo a catena aperta, in retroazione, a compensazione dei disturbi, in avanti. Proprietà dei sistemi a retroazione: funzioni di sensitività e sensitività alle variazioni parametriche, reiezione dei disturbi, miglioramento del comportamento dinamico, effetti del rumore di processo e di misura.

• Analisi di sistemi in retroazione
Stabilità dei sistemi in retroazione e condizioni generali nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Criterio di Routh, criterio di Nyquist nei sistemi tempo continuo. Margini di stabilità, Stabilità condizionata ed in condizioni perturbate. Errore a regione e tipo di sistema.

• Analisi con il Luogo delle Radici
Luogo delle radici per l'analisi dei sistemi tempo continuo. Regole di tracciamento del luogo delle radici. Studio degli effetti del movimento di poli e zeri. Impiego del luogo delle radici alla stabilizzazione ed alla sintesi.

• Specifiche nei sistemi controllo e cenni di Sintesi
Specifiche e fedeltà di risposta statica e dinamica. Traslazione specifiche dominio del tempo dominio della frequenza. Impostazione generale del problema di sintesi dei sistemi di controllo.

• Elementi di Programmazione in Matlab
Elementi di programmazione in Matlab. Cenni di integrazione numerica numerica di equazioni differenziali. Costruzione di modelli di semplici sistemi lineari e loro simulazioni in simulink/Matlab. Impiego di funzioni e tools per l'analisi nel dominio del tempo, della frequenza e nel piano S di sistemi dinamici lineari.
Condividi su