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Anno Accademico 2009/10
01LGGIU
Tecniche di controllo predittivo model based (MPC)
Dottorato di ricerca in Ingegneria Informatica E Dei Sistemi - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Canale Massimo ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/04 18 6 2 0 6
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
FinalitÓ del corso:
Il progetto di sistemi di controllo in presenza di vincoli di saturazione sugli stadi di attuazione costituisce senza dubbio uno dei problemi pratici di maggiore rilevanza che il progettista deve affrontare. Le tecniche di controllo predittivo (MPC) basate su tecniche di ottimizzazione vincolata permettono di gestire in modo naturale il soddisfacimento non solo dei vincoli sulle variabili di comando ma anche di altre variabili di processo. Inoltre, la predizione del comportamento del sistema a fronte di ingressi futuri permette di rendere pi¨ efficace l'azione di controllo sfruttando a pieno le caratteristiche del dispositivo di attuazione disponibile. Le strategie di implementazione 'veloce', recentemente introdotte, hanno permesso una larga diffusione di queste leggi di controllo in tutti i campi dell'ingegneria permettendo una maggiore versatilitÓ di applicazione che va ad affiancare gli impieghi 'storici' in campo chimico. Il corso intende fornire una visione generale delle problematiche inerenti il controllo predittivo analizzandone le proprietÓ e le potenzialitÓ di impiego.

Aims of course:
The primary objective of the course is to provide an introduction to the theory and
application of Model Predictive Control (MPC). Model predictive control is the class of advanced
control techniques most widely applied in the process industries. There are three major aspects of
model predictive control that make the design methodology attractive to both academics and
engineers. The first aspect is the design formulation, which has a complete multivariable system
feature. Especially the performance parameters of the multivariable control system are related to
the engineering aspects of the system, hence they can be understood and 'tuned' by engineers.
The second aspect is the ability to handle both 'soft' constraints and hard constraints in a
multivariable control framework. This is particularly attractive to industry where tight profit
margins and limits on the process operation are inevitably present. The third aspect is the
ability to perform process on-line optimization. Efficient numerical solutions and implementations will be discussed too. Finally an overview of existing MPC applications (i.e. automotive, aerospace, biomedical, energy, ...) will be presented.
Programma
Programma del corso:
- Richiami sulla rappresentazione con lo stato di sistemi dinamici e sulla stabilitÓ alla Lyapunov dei relativi movimenti.
- GeneralitÓ sulle problematiche di controllo ottimo con particolare riferimento al controllo LQ.
- Il problema del controllo ottimo in presenza di vincoli sulle variabili di ingresso, stato e uscita.
- Introduzione alle tecniche di controllo predittivo (MPC) e definizione della strategia 'receding horizon'.
- La gestione dei vincoli e le proprietÓ stabilizzanti dei controllori predittivi.
- Cenni ai problemi di robustezza e di implementazione.
- Esempi di applicazione nell'ambito automotive, aerospaziale, civile, delle telecomunicazioni e chimico.
- Esercitazione di laboratorio informatico.

Course contents:
- Review on course background topics: Lyapunov stability, optimal control, optimization,
quadratic programming
- Introduction to optimal constrained control
- General formulation of Model Predictive Control problems
- The receding horizon strategy
- Stability of Model Predictive Control
- Predictive control of linear systems
- Explicit characterization of predictive controllers
- Predictive control of nonlinear systems
- Robustness issues of Model Predictive Control
- Fast implementations of predictive controllers
- Development of case studies in different engineering fields
- Exercise practice: Use of MatLab and Simulink packages for the design of predictive controllers
Programma: informazioni integrative
CALENDARIO
- Mercoledý 19/05/10 ore 14.30-18.30, aula C
- Giovedý 20/05/10 ore 8.30-10.30, aula C
- Mercoledý 26/05/10 ore 14.30-18.30, aula C
- Giovedý 27/05/10 ore 8.30-10.30, aula C
- Venerdý 04/06/10 ore 8.30-12.30, aula C
- Mercoledý 09/06/10 ore 14.30-18.30, aula C
- Martedý 15/06/10 ore 8.30-10.30, LadiSpe sez. Automatica
- Giovedý 17/06/10 ore 8.30-10.30, LadiSpe sez. Automatica
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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