Il corso di Elementi di Automatica offre agli studenti le nozioni fondamentali di modellistica, analisi e
valutazione delle prestazioni dei sistemi dinamici. Il corso si divide idealmente in due parti. Nella prima parte
vengono forniti gli strumenti teorici di base per l’analisi dei sistemi dinamici lineari a tempo continuo e a
tempo discreto, illustrando la teoria con vari esempi applicativi, quali attuatori elettro-meccanici per la
movimentazione, la dinamica del livello di un magazzino, etc. Nella seconda parte del corso si introducono i
sistemi ad eventi discreti, utili per modellizzare vari fenomeni di interesse nei sistemi produttivi, quali il flusso di lavorazione nell’automazione di fabbrica, la supervisione di celle robotizzate, il dimensionamento di call center, e le reti di server (server farm). Gli strumenti metodologici forniti dal corso sono: elementi di dinamica e controllo di sistemi a tempo continuo e a tempo discreto, elementi di modellistica e simulazione di sistemi ad eventi discreti, catene di Markov, teoria delle code e delle reti di code.

Lo studente acquisirà competenze metodologiche di base per la comprensione dei fenomeni dinamici deterministici e stocastici e svilupperà la sensibilità necessaria per apprendere a modellizzare, analizzare e intervenire su un’ampia classe di sistemi ingegneristici.

Conoscenze di base di analisi matematica, algebra lineare e fisica (meccanica).

PROGRAMMA DI MASSIMA
Sistemi di equazioni lineari
Sistemi lineari a tempo continuo e discreto
Calcolo della risposta temporale di un sistema
Equilibri e analisi della stabilità
Elementi di controllo in retroazione
Esempi applicativi
Sistemi ad eventi discreti e macchine a stati
Catene di Markov e processi di nascita-morte
Teoria delle code Markoviane
Esempi applicativi

PROGRAMMA DETTAGLIATO
1. Calcolo vettoriale e matriciale, soluzione di sistemi lineari, metodo dei minimi quadrati,
elementi di probabilità e statistica. Segnali e sistemi;
2. Sistemi lineari a tempo continuo e a tempo discreto: Simulazione, equilibri, analisi della
stabilità;
3. Modelli a tempo discreto di sistemi produttivi, modelli di crescita della popolazione e di
equilibrio economico, modelli a classi di età e compartimentali. Controllo di sistemi con
attuatori elettro-meccanici. Controllo del livello di magazzino;
4. Cenni sul controllo in retroazione;
5. Sistemi ad eventi discreti (DEDS) e macchine a stati: Introduzione ed esempi;
6. Specifiche e modelli per l’automazione di fabbrica. Server e reti di server. Esempi: supervisione
di robot e celle robotizzate nella fabbrica automatica, call-center, gestione del flusso in server
farm;
7. Valutazione e gestione delle prestazioni: simulazione dinamica al calcolatore e calcolo delle
statistiche, tempi di attraversamento, tempi di attesa in coda, tassi di servizio;
8. Valutazione e gestione delle prestazioni: metodi analitici:
Catene di Markov e processi Nascita-Morte
Teoria delle code, legge di Little
Analisi di reti di code Markoviane.

Le esercitazioni del corso si svolgono in aula o presso i laboratori informatici. Durante le esercitazioni
lo studente può seguire delle apposite schede, disponibili in rete, che lo guidano alla comprensione e
applicazione dei concetti discussi a lezione.

G. Calafiore, Elementi di Automatica II Ed., edizioni CLUT, Torino, 2007.

L’esame consiste in un accertamento scritto a risposta multipla, seguito eventualmente da un
colloquio orale