Il corso intende fornire allo studente metodologie e strumenti per l'analisi di sistemi dinamici ed il progetto di semplici dispositivi di controllo (analogici e digitali).

- Conoscenza del concetto di sistema dinamico delle sue principali rappresentazioni matematiche (equazioni di ingresso-stato-uscita, funzione di trasferimento.
- Capacità di creare modelli matematici di sistemi dinamici.
- Capacità di calcolare l'evoluzione dello stato e della risposta del sistema.
- Valutare il comportamento di un sistema dinamico mediante simulazione numerica.
- Conoscenza delle proprietà strutturali (stabilità, raggiungibilità, osservabilità) dei sistemi dinamici.
- Conoscenza del concetto di controllo in retroazione di un sistema dinamico.
- Capacità di progettare un regolatore.
- Conoscenza dei principali indici di prestazione (specifiche) dei sistemi di controllo retroazionati.
- Conoscenza delle principali tecniche di analisi per lo studio della stabilità e delle prestazioni di sistemi retroazionati.
- Capacità di analizzare le proprietà di stabilità e le prestazioni dei sistemi di controllo retroazionati.
- Conoscenza di alcune tecniche di sintesi di controllori.
- Conoscenza dei controllori industriali (PID).
- Conoscenza dei sistemi di controlli a dati campionati e realizzazione di filtri digitali.
- Valutare il comportamento e le prestazioni dei sistemi controllati mediante simulazione numerica.

È ritenuta fondamentale la conoscenza del calcolo differenziale ed integrale delle funzioni a valori reali vettoriali di una o più variabili, e dei concetti di base della meccanica dell'elettromagnetismo e della termodinamica. Si ritengono inoltre necessari i risultati fondamentali sui numeri complessi ed una buona conoscenza dell'algebra lineare e della teoria delle funzioni polinomiali e razionali.

Argomenti trattati nel corso e relativo peso in crediti.
- Introduzione allo studio dei sistemi dinamici. Modellistica e rappresentazione in variabili di stato di sistemi dinamici.
- Calcolo dell'evoluzione dello stato e della risposta, analisi modale e stabilità di sistemi dinamici lineari. Algebra dei blocchi.
- Proprietà di raggiungibilità e osservabilità.
- Introduzione al controllo in retroazione.
- Diagrammi di Bode, polari e di Nyquist. Criterio di stabilità di Nyquist. Margini di stabilità.
- Risposta ad ingressi polinomiali di sistemi in retroazione; errori di inseguimento in regime permanente e reiezione dei disturbi. Risposta nel tempo e in frequenza di sistemi del primo e del secondo ordine. Prestazioni di un sistema di controllo: specifiche statiche e dinamiche.
- Progetto del controllore per sistemi a tempo continuo.
- Controllori industriali (PID).
- Sistemi a tempo discreto. Controllo di sistemi a dati campionati e realizzazione di filtri digitali.

Le esercitazioni riguardano sia esercizi relativi agli argomenti delle lezioni sia lo sviluppo di esempi applicativi nel settore automotive. Alcune esercitazioni sono svolte in laboratorio informatico con l'utilizzo dell'ambiente operativo MATLAB (Control System Toolbox, Simulink).

G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, Prentice Hall, 2009.
Nise, Control systems engineering, Wiley, 4th ed., 2004.
K. Ogata, Modern Control engineering, Prentice Hall, 4th ed., 2004.
G. Calafiore, Elementi di Automatica, CLUT, 2007.
Lecture slides will be available as well as laboratory practice handouts .

L'esame è costituito da una prova scritta (svolta con l’ausilio di PC e software MATLAB ) consistente in esercizi a risposta multipla e in esercizi di progetto. La durata dell’esame è di due ore. Il materiale che ogni studente può utilizzare durante l’esame è il seguente: formulario (unico foglio A4 dove lo studente può riportare le formule discusse nel corso; non si possono riportare esercizi svolti o programmi MATLAB); tabelle con trasformate di Laplace.