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CONTROLLI AUTOMATICI
a.a. 2018-2019 Laurea Triennale in Ingegneria Meccatronica |
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Docente |
Prof. Luca Schenato
Telefono: 049 827 7925
E-mail: ( NO
luca.schenato@dei.unipd.it !!!!)
Webpage: http://automatica.dei.unipd.it/people/schenato.html
Orari ricevimento: su appuntamento
email o telefonico
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Descrizione |
- Modeliizzazione matematica di sistemi dinamici
- Definizioni e classi di modelli matematici dinamici e linearizzazione
- Segnali notevoli, convoluzione, trasformata ed antitrasformata di Laplace
- Sistemi dinamici lineari tempo invarianti (LTI): rappresentazioni, risposta libera e forzata
- Stabilita' BIBO, criteri di Cartesio e Routh
- Transitorio e regime stazionario per ingressi a gradino, impulso e sinusoidali
- LTI notevoli: sistemi del I e del II ordine
- Sistemi in retroazione: luogo delle radici, diagramma e criterio di Nyquist
- Progettazione in frequenza: PID, progettazione per sistemi stabili, progettazione per sistemi instabili
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Lezioni |
Ogni lezione contiene il riferimento agli argomenti trattati usando gli acronimi in "MATERIALE"
Settimana |
LUNEDI' (11:00-13:00 aula N2) |
MARTEDI' (11:00-13:00 aula N2) |
MERCOLEDI (9-11) Aula Magna |
GIOVEDI' (11:00-13:00 aula Aula Magna e poi N2) |
VENERDI (9:00-11:00 e 13:00-15:00 aula Aula B2) |
1 (25-28/2) |
[1] Introduzione al corso. Esempi: Carrello su carrello (pag 66 Ogata), Carrelli incernierati con molle (pag. 68 Ogata) |
[2] Esempi: dinamica code (AstromMurray pag.55-56), controllo di crociera AstromMurray pag 65-69), modello sospenzione auto (Ogata pag. 87) |
[3] SIMULINK: modellizzazione sistemi dinamici (sitema I ordine) |
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2 (4-8/3) |
NO LEZIONE (Lezione Elettronica Analogica) |
NO LEZIONE (Lezione Ling Prog.) |
NO LEZIONE (Lezione Elettronica Analogica) |
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3 (11-14/3) |
[4] Sistemi elettrici e circuiti con amplificatori operatazionali (Ogata pag.72-74 e 78-80 e 92) |
[5] Modello del Motore Elettrico (Cetinkunt pag. 430-438, Guida con modello motore DC) |
[6] SIMULINK: modellizzazione motore DC (14:00-16:00 B5) |
[7] Richiami di Segnali e Sistemi: trasformata Laplace, Funzioni di trasferimento, Stabilita'. Definizioni di metriche di prestazione: tempo salita, tempo assestamento, latenza, errore a regime, sovraelongazione. (Ogata pag 169-170 oppure Bisiacco Valcher pag. 143-146) |
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4 (18-21/3) |
[8] Transitori per sistemi del 1 e 2 ordine. Formule esplicite per metriche di prestazione (Ogata pag. 159-174 oppure Bisiacco-Valcher pag.143-164) |
[9] Tempo di assestamento, di salita, tempo di picco e sovraelongazione per sistema del 2 ordine (Ogata e Bisiacco-Valcher come nella lezione precedente) |
[10] Benefici e limiti del controllo in retroazione: esempio con controllo integrale (PDF Benefici del controllo) (9:30-11:00 AuM) | [11] Analisi in frequenza: rappresentazioni di Evans e di Bode. (Ogata Capitolo 7 pag. 398-415 oppure Bisiacco-Valcher capitolo 5 pag.105-134) |
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5 (25-28/3) |
[12] Digrammi di Bode: costante, polo/zero nell'origine, zeri/poli reali, zeri/immaginari (Ogata e Bisiacco-Valcher come nella lezione precedente) | [13] Digrammi di Bode per f.t generiche: diagrammi asintotici. Esempi (Ogata pag. 423-425, Bisiacco-Valcher 129-131 e 134-135) |
[14] MATLAB: Esempi di Diagrammi di Bode(14:00-16:00 B5) |
[15] Regime stazionario per sistemi BIBO ad ingressi sinuisoidali. Digrammi di Nyquist ed esempi (Ogata pag. 427-445, Bisiacco-Valcher, cap. 5) |
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6 (1-4/4) |
[16] Esempi di diagrammi di Nyquist. Funzioni di traferimento per sistemi in retroazione. (BisiaccoValcher pag. 177-190, Ogata pag 462-477) |
[17] Margine di fase, margine di vettore, frequenza di attraversamento, banda. (BisiaccoValcher pag. 245-257, Ogata pag 462-477) | [18] Tracciamento diagramma di Bode di f.t. in catena chiusa da diagramma di Nyquist di f.t. in catena aperta. (BisiaccoValcher pag. 245-257, Ogata pag 462-477) (9:30-11:00 AuM) | [19] Frequenza di attraversamento e margine di fase per sistema II ordine ideale (BisiaccoValcher pag. 245-257, Ogata pag 462-477). MATLAB: Confronto f.t. in catena aperta e chiusa con sistema del II ordine ideale |
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7 (8-11/4) |
NO LEZIONE (Lezione Elettronica Analogica) | NO LEZIONE (Lezione Ling Prog.) | [20] Considerazioni su margine di fase, margine di guadagno e margine di vettore. Criterio di Nyquist ristretto con esempi. (Bisiacco Valcher pag. 181-185, Ogata 445-451) |
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8 (15-18/4) |
NO LEZIONE | NO LEZIONE | NO LEZIONE | ||
9 (22-25/4) |
NO LEZIONE | NO LEZIONE | NO LEZIONE | ||
10 (29/3-2/5) |
[21] Criterio di Nyquist generale. Esempi. |
[22]Ulteriori esempi su criterio Nyquist con asintoti. Introduzione alla sintesi in frequenza. |
[23] Limiti del margine di fase per caratterizzare stabilita'. Controllori PID: struttura, vantaggi e svangatti di ogni azione. (note PDF del docente) |
[24] Progettazione PID: da specifiche nel tempo a specifiche nella frequenza. Scelta delle azioni I o P o PI o PD o PID. [25] Progettazione dei guadagni controllore I, P, PI, PD. note PDF del docente) |
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11 (6-9/5) |
[26] Progettazione dei guadagni per un PID: esempi (esercizi da vecchi esami) |
[27] Luogo delle radici: motivazioni e definizioni. Regole di tracciamento: asse reale. (Capitolo 6 Ogata, Capitolo 8 Bisiacco Valcher) |
NO LEZIONE | ||
12 (13-16/5) |
[28] Tracciamento luogo delle radici: asintoti e punti multipli.(Capitolo 6 Ogata, Capitolo 8 Bisiacco Valcher) | [29] MATLAB/SIMULINK: luogo delle radici e SISO tool |
[30] Tracciamento luogo delle radici negativo: regole ed esempi |
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13 (20-23/5) |
[31] Controllo per sistemi instabili tramite luogo delle radici. Applicazioni luogo radici: poli alta frequenza, zeri negativi (fase non minima), controllo sistemi instabili |
[32] Elementi non ideali: ritardo, campionatore, saturazione, controllo anti-windup |
[33] Discretizzazione: Eulero in avanti e all'indietro, Tustin. Stabilita'. |
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14 (27-30/5) | [34] PID tempo discreto | [35] preparazione esame I | [36] preparazione esame II | ||
15 (3-6/6) | NO LEZIONE | NO LEZIONE | NO LEZIONE | ||
16 (10-13/6) |
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Materiale |
Testi di Riferimento:
- [BV] Mauro Bisiacco, Maria Elena Valcher, Controlli Automatici, Edizioni Libreria Progetto, Padova 2008
- Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, Prentice Hall, Fifth Edition, 2010. Disponibile on-line.
Testi per consultazione:
- [AM] Karl Astrom, Richard Murray, Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press, 2008, Disponibile online: http://www.cds.caltech.edu/ ∼murray/amwiki
- [FPE] G.F. Franklin, J.D. Powell, Emami-Naeini, Controllo a retroazione di sistemi dinamici vol. I e vol. II, Edises, 2004
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Esercitazioni |
- TBD