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Anno Accademico 2011/12
03AKXCC
Controlli automatici II
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Indri Marina ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/04 0 0 0 24 12
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/04 5 T - Attivita formative caratterizzanti transitate in discipline affini o integrative Ingegneria dell'automazione
Esclusioni:
01ETH
Obiettivi dell'insegnamento

Scopi



Il corso si propone di fornire allo studente le metodologie e gli strumenti per l'analisi ed il progetto di
sistemi di controllo. Vengono considerati sistemi dinamici lineari ad un ingresso ed un'uscita, sia a tempo
continuo che a tempo discreto (sistemi a dati campionati). Per l'analisi, il controllo e la simulazione dei
sistemi dinamici considerati viene fatto uso dell'ambiente operativo MATLAB (Control System Toolbox).


Prerequisiti

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:



Programma


Programma per punti con riferimenti alle videolezioni:



  1. Esempi di schemi di controllo (CA 4-6)

  2. Studio della stabilitÓ ingresso uscita (TdS 31)

  3. Diagrammi di Nyquist e studio di casi (TdS 39)

  4. Introduzione all'analisi dei sistemi a retroazione (CA 7)

  5. StabilitÓ di sistemi a retroazione (CA 8-10)

  6. Analisi della precisione (CA 11-13)

  7. Analisi della risposta transitoria (CA 14-15)

  8. Cenni sull'utilizzo della Carta di Nichols (CA 16-17)

  9. Funzioni di sensibilitÓ (CA 18)

  10. Sintesi per tentativi: reti anticipatrici ed attenuatrici (CA 22-24)

  11. Altri tipi di compensazione e sintesi mediante pi' funzioni compensatrici (CA 25-26)

  12. Regolatori PID (CA 27)

  13. Introduzione agli strumenti matematici per l'analisi dei sistemi discreti. Equazioni alle differenze. Trasformata Zeta: proprietÓ, teoremi e Z-trasformate di funzioni elementari (CP 2-3)

  14. La z-antitrasformata. Metodo della lunga divisione. Metodo computazionale. Scomposizione in fratti semplici. Integrale di inversione (residui) (CP 4)

  15. Campionamento e ricostruzione di segnali. Ricostruttore di Shannon. Aliasing. Risposta frequenziale del ricostruttore di ordine zero (CP 5-6)



Legenda:

TdS = Teoria dei Sistemi

CA = Controlli Automatici

CP = Controllo dei Processi



Bibliografia


Il principale testo consigliato Ŕ:



  • P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici, 2a edizione, McGraw-Hill, Milano, 2004. (capitoli 1, 2, 4 - 7, 9 - 11, 17)


Larga parte del programma Ŕ coperta anche dai seguenti testi indicati dal modulo di Controlli Automatici I:



  • A. Isidori, Sistemi di Controllo, 2a edizione, vol. primo, Siderea, Roma, 1992.

    (i capitoli I - IV sono utilissimi per i punti 1, 4 - 11 del programma)

  • S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, Fondamenti di sistemi dinamici, McGraw-Hill, Milano, 2003.

    (utile per i punti 2, 3, ed anche in parte per i punti 13 - 17;)




╚ disponibile il seguente materiale didattico di supporto in formato PDF:


Slide sull'utilizzo di Matlab:




Slide di supporta alla preparazione:


Sono in corso di preparazione CD-ROM relativi ai corsi di Fondamenti di Automatica (a cura del prof. Michele Taragna e dell'ing. Massimo Canale) e di Controlli Automatici
(a cura dei proff. Marina Indri e Cosimo Greco). Parte delle slide utilizzate in tali videocorsi, relativi ad argomenti comuni al presente modulo di Controlli Automatici II,
sono giÓ state completate e sono qui rese disponibili come materiale di supporto per la preparazione all'esame:


1) Slide tratte dal corso di Fondamenti di Automatica:



2) Slide tratte dal corso di Controlli Automatici:



Slide di supporto su Sistemi di controllo digitali




Il testo di riferimento per le esercitazioni Ŕ:



  • M. Indri, Esercitazioni di Controlli Automatici, Edizioni Politeko, Torino, 1997. (esercizi svolti o con traccia della soluzione)





Fanno parte del programma del modulo di Controlli Automatici II le seguenti unitÓ e lezioni del DVD multimediale relativo al modulo di Controlli Automatici:


  • tutte le lezioni delle UnitÓ 1, 2 e 3

  • le lezioni 1, 2, 4 e 5 dell'UnitÓ 4; la sola parte dedicata al "Compensatore P.I." della lezione 3 di tale UnitÓ

  • la sola lezione 1 dell'UnitÓ 5



Tali unitÓ e lezioni sono da intendersi come sostitutive delle videolezioni sotto indicate ai punti 1-12 del programma.

In attesa del completamento del DVD di "Fondamenti di Automatica" in corso di preparazione (di cui Ŕ reso disponibile parte del materiale alla voce "Dispense"), si mantiene l'utilizzo delle videolezioni indicate ai punti 13-18.

La trattazione dei "Sistemi di controllo digitali" svolta nelle lezioni 2-5 dell'UnitÓ 5 del DVD di Controlli Automatici Ŕ pi¨ ampia di quanto previsto dal presente modulo. Si faccia riferimento alle slide di supporto su tale argomento disponibili alla voce "Dispense" del modulo, per avere indicazioni su quanto effettivamente richiesto.



Per maggiori ragguagli circa le specifiche relative ai CD-ROM e DVD prodotti consultare l'Area CD-ROM multimediali.




Il corso utilizza videolezioni tratte dai seguenti corsi:


Teoria dei Sistemi (TdS)



  • Prof. Antonio Ruberti, UniversitÓ di Roma "La Sapienza"

  • Prof. Salvatore Monaco, UniversitÓ di Roma "La Sapienza"



Controlli Automatici (CA)



  • Prof. Alberto Isidori, UniversitÓ di Roma "La Sapienza"



Controllo dei Processi (CP)



  • Prof. Claudio Bonivento, UniversitÓ di Bologna

  • Prof. Alberto Tonielli, UniversitÓ di Bologna



Programma per punti con riferimenti alle videolezioni:



  • [1.] Esempi di schemi di controllo (CA 4-6)

  • [2.] Studio della stabilitÓ ingresso uscita (TdS 31)

  • [3.] Diagrammi di Nyquist e studio di casi (TdS 39)

  • [4.] Introduzione all'analisi dei sistemi a retroazione (CA 7)

  • [5.] StabilitÓ di sistemi a retroazione (CA 8-10)

  • [6.] Analisi della precisione (CA 11-13)

  • [7.] Analisi della risposta transitoria (CA 14-15)

  • [8.] Cenni sull'utilizzo della Carta di Nichols (CA 16-17)

  • [9.] Funzioni di sensibilitÓ (CA 18)

  • [10.] Sintesi per tentativi: reti anticipatrici ed attenuatrici (CA 22-24)

  • [11.] Altri tipi di compensazione e sintesi mediante pi' funzioni compensatrici (CA 25-26)

  • [12.] Regolatori PID (CA 27)

  • [13.] Introduzione agli strumenti matematici per l'analisi dei sistemi discreti. Equazioni alle differenze. Trasformata Zeta: proprietÓ, teoremi e Z-trasformate di funzioni elementari (CP 2-3)

  • [14.] La z-antitrasformata. Metodo della lunga divisione. Metodo computazionale. Scomposizione in fratti semplici. Integrale di inversione (residui) (CP 4)

  • [15.] Campionamento e ricostruzione di segnali. Ricostruttore di Shannon. Aliasing. Risposta frequenziale del ricostruttore di ordine zero (CP 5-6)

  • [16.] Funzione di trasferimento e funzione di risposta armonica discreta. Funzione di trasferimento discreta. Funzione di risposta armonica. Composizione di tipici schemi a blocchi con campionatori (CP 8)

  • [17.] Definizione e criteri di stabilitÓ. Definizione di stabilit'. Criterio di Jury (CP 10 / TdS 27)

  • [18.] Progetto di controllori per discretizzazione (CP 14-15)






Sono disponibili i seguenti temi d'esame in formato .pdf:



Sul portale della didattica (accessibile agli studenti che hanno acquistato il modulo) sono disponibili
le soluzioni complete dei temi d'esame sopra elencati in formato PDF.

Nel corso del tutorato saranno discussi anche altri temi d'esame e/o esercizi preparatori all'esame, la cui soluzione
verrÓ successivamente resa disponibile in rete a cura del tutore.


Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame


L'esame consiste in una prova scritta della durata massima di due
ore e mezza, da svolgersi con l'ausilio di Matlab.

╚ consentito l'utilizzo di materiale cartaceo di supporto (libri, dispense, ecc.), ma non di tipo informatico.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
MATERIALI PUBBLICI

Programma definitivo per l'A.A.2011/12
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