L’obiettivo fondamentale di questo modulo è quello di sviluppare la capacità degli studenti di applicare a problemi ingegneristici reali metodologie avanzate per l’identificazione di modelli di sistemi dinamici e per il controllo robusto di sistemi affetti da incertezza. Mediante l’analisi sistematica di un certo numero di casi di studio e lo svolgimento di un’adeguata attività di laboratorio sperimentale e informatico, lo studente sarà messo in condizione di confrontarsi con le problematiche che possono derivare dall’applicazione di tecniche avanzate per l’identificazione e il controllo robusto di sistemi incerti a problemi ingegneristici reali. I principali elementi teorici delle tecniche di identificazione e controllo robusto considerate saranno richiamati/introdotti nella parte iniziale del corso.

L’insegnamento si propone di trasmettere agli studenti le seguenti conoscenze:

- Algoritmi e metodi per la costruzione di modelli matematici di sistemi dinamici a partire da una collezione di dati sperimentali con particolare riferimento alle tecniche per la quantificazione dell’errore di modello (identificazione set-membership).

- Algoritmi e metodi per il progetto di sistemi di controllo robusto di sistemi affetti da incertezza.

- Nozioni per lo sviluppo/utilizzo di strumenti hardware/software per la prototipazione rapida di sistemi di controllo.

L’insegnamento si propone di sviluppare negli studenti le seguenti abilità:

- Capacità di derivare il modello matematico di un sistema dinamico a partire da una collezione di dati ricavati eseguendo esperimenti su un impianto/sistema reale, mediante l’opportuna applicazione di strumenti di modellistica e identificazione.

- Capacità di progettare un sistema di controllo per un impianto reale in grado di garantire il soddisfacimento dei requisiti di prestazione assegnati, mediante l’opportuna applicazione di strumenti di controllo robusto.

- Capacità di implementare sull’impianto reale il sistema di controllo progettato mediante l’applicazione di strumenti e tecniche di prototipazione rapida.

Il modulo didattico richiede le seguenti conoscenze pregresse:

- Elementi base di analisi matematica e algebra lineare, equazioni differenziali/alla differenze e trasformate di Laplace/Fourier/Zeta

- Elementi base di controlli automatici/teoria dei sistemi

Il corso si avvarrà anche delle conoscenze impartite nel modulo di Modern Design of Control System che si svolge (parallelamente a questo) nello stesso periodo didattico.

Il corso sarà focalizzato sui seguenti argomenti principali:

- Elementi di teoria dell’identificazione set-membership [circa 15 ore]
- Richiami di teoria del controllo robusto di sistemi incerti (controllo Hinfinito, mu-analisi/sintesi) [circa 10 ore]
- Nozioni relative all’uso di strumenti hardware software per la prototipazione rapida di sistemi di controllo (MATLAB real-time toolbox, Labview, National Instrument PXI) [circa 10 ore]
- Applicazione delle tecniche di identificazione set-memberhip e controllo robusto a casi di studio (sistemi meccatronici reali e/o processi di laboratorio) [25 ore]

Un parte significativa del corso sarà sviluppata mediante attività di laboratorio informatico e sperimentale.

Materiali didattico fornito dal docente.

L’esame sarà svolto in forma scritta presso i laboratori e sarà mirato alla verifica delle abilità sviluppate dagli studenti di applicare le tecniche di identificazione e controllo robusto a problemi ingegneristici reali.