Home People Schenato Teaching Fondamenti di Controlli Automatici

 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/FotoApplicazioniControlli.jpg
FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI

a.a. 2020-2021

Laurea Triennale in Ingegneria Informatica

 tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/Feedback.jpg

 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/square.png 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


Prof. Angelo Cenedese
Telefono: 049 827 7677
E-mail: angelo.cenedeseATunipd.it
Webpage: http://automatica.dei.unipd.it/people/cenedese.html
Orari ricevimento: su appuntamento email o telefonico


 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/square.png Descrizione
  • Modeliizzazione matematica di sistemi dinamici
  • Definizioni e classi di modelli matematici dinamici
  • Segnali notevoli, convoluzione, trasformata ed antitrasformata di Laplace
  • Sistemi dinamici lineari tempo invarianti (LTI): rappresentazioni, risposta libera e forzata
  • Diagrammi di Bode e loro tracciamento
  • Stabilita' BIBO, criteri di Cartesio
  • Transitorio e regime stazionario per ingressi a gradino, impulso e sinusoidali
  • LTI notevoli: sistemi del I e del II ordine
  • Sistemi in retroazione: diagramma e criterio di Nyquist
  • Progettazione in frequenza: PID, progettazione per sistemi stabili, progettazione per sistemi instabili

 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/square.png Lezioni

Ogni lezione contiene il riferimento agli argomenti trattati usando gli acronimi in "MATERIALE"

Settimana

LUNEDI'

MARTEDI'(10:30-12:30)

 MERCOLEDI (16:30-18:30)

GIOVEDI'

VENERDI (10:30-12:30)

1 (2-5/3)



 [1] Introduzione al corso. Esempi: modelli massa-molla (parte I): Carrello su carrello (pag 66 Ogata), Carrelli incernierati con molle (pag. 68 Ogata)

[2] Esempi: modelli massa-molla (parte II): modello sospenzione auto (Ogata pag. 87), altri esempi (zampieri?)
[3] Sistemi elettrici e circuiti con amplificatori operatazionali (parte I) (Ogata pag.72-74 e 78-80 e 92)

2 (9-12/3)

  
  [4] Sistemi elettrici e circuiti con amplificatori operatazionali: ulteriori esempi (Zampieri/Valcher) [5] SIMULINK: modellizzazione sistemi dinamici (sitema I ordine) [L.Ballotta]

 

[6] Segnali e sistemi dinamici: rappresentazioni (ODE, funzione di trasferimento, risposta impulsiva, spazio di stato(?)). Trasformata di Laplace: definizione ed esempi. Antitrasformata di Lapalce (solo per funzioni a fratti semplici)

3 (16-19/3)


[7] Risposta libera e risposta forzata. Stabilita' BIBO. Modi del sistema. Calcolo della risposta libera in funzione delle condizioni iniziali e della risposta forzata in funzione dell'ingresso con segnali notevoli


 [8] Esempi di esercizi da esame: risposta libera e forzata, modi, etc..
[9] MATLAB/SIMULINK: funzioni utili per calcolo f.d.t. e risposte libere e forzate, scomposizione fratti semplici, etc.. [L.Ballotta]

4 (23-26/3)

[10] Definizioni di metriche di prestazione: tempo salita, tempo assestamento, latenza, errore a regime, sovraelongazione. (Ogata pag 169-170 oppure Bisiacco Valcher pag. 143-146)

[11] Tempo di assestamento, di salita, tempo di picco e sovraelongazione per sistema del 2 ordine (Ogata e Bisiacco-Valcher come nella lezione precedente)

  
 [12] Sistemi a tempo discreto: trasformata zeta, analogie e differenze con sistemi a tempo continuo, stabilita', modi, etc..

5 (25-28/3)

[10] Benefici e limiti del controllo in retroazione: esempio con controllo integrale (PDF Benefici del controllo) 

[11] Analisi in frequenza: rappresentazioni di Evans e di Bode. (Ogata Capitolo 7 pag. 398-415 oppure Bisiacco-Valcher  capitolo 5 pag.105-134)

  [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)

  

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
  

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)
  

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)

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

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'.
  
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)  
     

 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/square.png Materiale

Testi di Riferimento:

  1. [BV] Mauro Bisiacco, Maria Elena Valcher, Controlli Automatici, Edizioni Libreria Progetto, Padova 2008
  2. Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering, Prentice Hall, Fifth Edition, 2010. Disponibile on-line.

Testi per consultazione:

  1. [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
  2. [FPE] G.F. Franklin, J.D. Powell, Emami-Naeini, Controllo a retroazione di sistemi dinamici vol. I e vol. II, Edises, 2004

 

tl_files/utenti/lucaschenato/Figure/square.png Esercitazioni
  1. TBD