PERIODO: FEBBRAIO - APRILE 2017


Finalità del corso:
Sorprende come nelle applicazioni il progetto dei controlli automatici è tuttora realizzato con tecniche nel dominio della frequenza, vecchie di oltre 50 anni. Mentre gli approcci moderni basati sul controllo robusto sono generalmente considerati ancora esercizi di algebra, applicabili soltanto allo studio di casi.
Questo corso ha come obiettivo dimostrare come il controllo robusto è maturo e può sostituire, in modo generalizzato, le tecniche classiche, indicando come superare i problemi di tipo applicativo ancora presenti.
Per questo la teoria è presentata in modo intuitivo, collegandola a specifiche ingegneristiche familiari al progettista. Il corso si appoggia a strumenti di calcolo appositamente realizzati dal docente, e si snoda attraverso esempi pratici di controllo tratti dalla robotica mobile, in particolare il progetto Isaac: il robot umanoide del Politecnico di Torino per la RoboCUp.
Il corso considera sistemi a dati campionati a molti ingressi e molte uscite.

Aims of course:
It is surprising that, in spite of the richness of the modern results and the well known limitations of the frequency domain, practitioners still continue to use classical frequency based techniques, older than fifty years, in spite of their shortcoming outside the Single Input Single Output systems, and consider the more modern contents as exercises of algebra for mathematicians.
This course is intended to show that modern robust control theory is mature enough to substitute classical techniques, in most of the practical problems, especially multi input ' multi output systems.
For this reason the theory will be presented in an intuitive manner, hiding mathematical technicalities, and linking the approach to the design specification familiar to the engineer.
The course will adopt for the examples software design tools and a book specifically developed by the teacher for the purpose.
The theory will be accompanied by practical examples taken from mobile robotics, in particular from the project Isaac: the humanoid robot of Politecnico di Torino for the RoboCup.

La rappresentazione in variabili di stato di sistemi dinamici e le architetture di controllo in catena chiusa - regolazione ed inseguimento del riferimento
Introduzione alle tecniche di controllo moderno: reazione dallo stato e stimatore dello stato (filtro di Kalman)
Le norme per la misura dell'operatore dinamico disturbi-uscite di sistemi in catena chiusa, in particolare le norme H-2 e H-infinito
La rappresentazione dell'incertezza del modello, dei disturbi presenti sul sistema e la definizione delle specifiche di prestazione e robustezza per un sistema di controllo in catena chiusa ' risultante nella definizione del sistema esteso per il progetto del controllo
La sintesi automatica di controllori con prestazioni garantite in tutta la banda di frequenze desiderata, misurate dalla norma H-infinito
Tecniche numeriche per il calcolo delle norme e per la sintesi del controllo
L'armonizzazione iterativa delle specifiche di prestazioni raggiungibili in relazione ai vincoli imposti dal controllo
Un esempio numerico nella sintesi del controllo in catena chiusa per garantire l'equilibrio posturale di Isaac.
Nell’ambito del corso un seminario sarà tenuto dal docente precedente Giuseppe Menga
In accordo con la disponibilità degli studenti che si registreranno al corso, e la disponibilità dell’aula, preliminarmente l’orario sarà:
Martedì e Venerdì 14:00 -17:00
Con inizio il Venerdì dell’ultima settimana di Febbraio 2017
Aula C, interrato area C. Castelfidardo vicino all’aula 14
Il corso sarà tenuto in inglese

Bibliografia
G. Menga "Automatic Control" ' libro in fase di pubblicazione
G. Menga "Control Design" manuale ed ambiente di progettazione su calcolatore per la sintesi del controllo
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State variable representation of linear dynamic systems and commonly used control architecture - regulation and tracking.
Introduction of modern control theory: state feedback and state estimation (Kalman filter)
The functional norms for a measure of input-output stable linear dynamical operators ' especially the H-2 and H-infinite norms.
The representation of system uncertainties and input disturbances in a dynamical system, and the definition of the requirements of performance and robustness in the control loop. The envelope of specifications and uncertainty description will result in the so called extended system of the control design.
Automatic synthesis of the feedback controller with guaranteed performances measured by the H-infinite norm.
Numerical techniques for computing the norms.
Development of the design by iteratively harmonizing the requirements versus control constraints.
A numerical example resulting in the synthesis of the closed loop control for postural equilibrium of Isaac
Bibliography
Inside the course a seminar will be taken by the former professor Giuseppe Menga
G. Menga 'Automatic Control' ' book in publication
G. Menga 'Control Design' manual and software for the synthesis of robust control systems

According to the requirements of the students that registered to the course, and the availability of the room, tentatively the schedule will be:
Tuesday and Friday 14:00 -17:00
Starting from the last Friday of February 2017
Room C, basement area of C. Castelfidardo, near room 14
The course will held in english
Didactical material can be downloaded from:
book – http://www.syco.it/temp/controlbook.zip