Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2013/14
01PDCOV, 01PDCQW
Digital control technologies and architectures
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica (Computer Engineering) - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccatronica (Mechatronic Engineering) - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Anni incarico
Greco Cosimo ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/04 36 0 24 5
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/04 6 C - Affini o integrative A11
Precedenze:
01NVU o 01NVV
Esclusioni:
01NPQ; 01NPR; 04CFI; 01PDX; 01OUV; 01NNE
Presentazione
Il corso è tenuto in lingua inglese.
Il corso fornisce gli strumenti per l’analisi ed il progetto di sistemi di controllo digitale. Nel corso saranno introdotte sia metodologie di progetto di base, sia avanzate.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le seguenti conoscenze e abilità:
- Abilità ad analizzare il comportamento dinamico di sistemi digitali a tempo discreto tramite modelli nel dominio del tempo e della frequenza.
- Conoscenza dei requisiti dei sistemi di controllo digitali.
- Conoscenza delle tecniche di base del controllo digitale e le relative metodologie di progetto.
- Abilità nel progetto di controllori digitali mediante tecniche di base.
- Conoscenza delle principali problematiche tecnologiche e numeriche dei sistemi di controllo a dati campionati.
- Conoscenza di metodologie avanzate per il progetto di sistemi di controllo digitali come il controllo adattativo e il controllo predittivo.
- Abilità nel progetto di controllori digitali mediante tecniche avanzate.
- Abilità nell’analisi delle prestazioni di sistemi di controllo digitale mediante simulazione numerica.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenza dei concetti di base dei sistemi dinamici lineari quali la rappresentazione con lo stato e la funzione di trasferimento e della stabilità. Conoscenza dei concetti di base dell’analisi e del progetto di sistemi di controllo in retroazione. Capacità di progettare sistemi di controllo con tecniche di base nel dominio del tempo (ad es. retroazione dallo stato) e nel dominio della frequenza (ad es. loopshaping). Conoscenze di base sulla teoria dei segnali e del campionamento. Abilità di base nell’uso di MatLab e Simulink.
Programma
- Analisi di sistemi digitali a tempo discrete. (15 ore)
- Requisiti, strutture ed architetture di sistemi di controllo digitali. (6 ore)
- Progetto di sistemi di controllo digitali tramite metodi analitici. (12ore)
- Realizzazione di controllori digitali (3 ore)
- Fondamenti di controllo adattativo (12 ore)
- Fondamenti di controllo predittivo (12 ore)
Organizzazione dell'insegnamento
Le lezioni teoriche e metodologiche sono presentate frontalmente in aula insieme ad esempi esplicativi. Le attività di laboratorio informatico sono pianificate al fine di sviluppare le abilità operative dello studente che dovrà lavorare individualmente nello svolgimento degli esercizi. Lo scopo principale di questa attività consiste nell’applicazione delle metodologie introdotte durante le lezioni. Nell’ultima settimana di corso sarà proposta una simulazione della prova d’esame.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
I principali testi di riferimento sono:
(1) K.J. Åström, B. Wittenmark, 'Computer-controlled systems', Prentice-Hall, 1997.
(2) G.F. Franklin, J.D. Franklin and M. Workman, Digital control of dynamic systems, Addison Wesley,1997.
(3) K.J. Åström, B. Wittenmark, 'Adaptive control', Addison-Wesley, 1995.
(4) E.F Camacho, C. Bordons, Model Predictive Control, Springer,1999.
(5) J.B. Rawlings, D.Q. Mayne, Model Predictive Control: Theory and Design, Nob-Hill Publishing,2009.

I lucidi delle lezioni e le trace delle esercitazioni di laboratorio saranno resi disponibili sul portale della didattica.
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame consiste in una prova scritta della durata di tre ore svolta in laboratorio informatico e divisa in tre parti.
Parte I. 3 esercizi a risposta multipla: per ciascuno sono fornite 4 possibili risposte delle quali solo 1 è corretta (punteggio massimo: 9/30). Risposta esatta: 3 punti, risposta errata: -1 punto, risposta omessa: 0 punti. Per ogni esercizio occorre fornire commenti sulla procedura di soluzione impiegata: in assenza dei commenti verrà assegnato un punteggio nullo anche in presenza della risposta corretta. Lo scopo di questa prima parte è la verifica della comprensione delle argomenti teorici di base del controllo digitale.
Parte II. 1 esercizio concettuale a risposta aperta (punteggio massimo: 9/30). L’obiettivo di questa parte è la verifica delle capacità dello studente ad esprimere propriamente ed elaborare sia argomenti di tipo teorico sia problemi di natura concettuale.
Parte III. 1 progetto di un sistema di controllo digitale (punteggio massimo: 15/30). Lo scopo di questa parte è la verifica dell’abilità dello studente nel progetto e nella verifica tramite simulazione numerica della prestazioni di un sistema di controllo digitale. Nella soluzione del problema di progetto lo studente dovrà redigere una relazione sintetica per motivare le scelte operate nel progetto.
Il punteggio finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle singole parti. Informazioni più dettagliate saranno presentate durante il corso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2017/18
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