Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2009/10
14AKSFC
Controlli automatici
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Alessandria
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Indri Marina ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/04 40 14 2 0 16
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/04 5 T - Attivita formative caratterizzanti transitate in discipline affini o integrative Ingegneria dell'automazione
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire allo studente conoscenze di base di modellistica, analisi e controllo di sistemi dinamici lineari a tempo continuo, e di analisi e progetto di sistemi di controllo in retroazione con specifiche assegnate.
Competenze attese
CapacitÓ di creare modelli matematici di sistemi dinamici lineari, di studiarne le proprietÓ strutturali di stabilitÓ, controllabilitÓ e osservabilitÓ, e di progettare per essi un regolatore dinamico. CapacitÓ di progettare semplici sistemi di controllo in retroazione per sistemi ad un ingresso e un'uscita.
Prerequisiti
╚ richiesta la conoscenza dei contenuti dei moduli di Analisi Matematica, Geometria, Fisica, ed Elettrotecnica. In particolare si ritengono necessari i risultati fondamentali sulle funzioni di variabile complessa, sulla trasformata di Laplace ed una buona conoscenza dell'algebra lineare e della teoria delle funzioni polinomiali e razionali. ╚ inoltre richiesta una conoscenza di base dell'ambiente operativo MATLAB.
Programma
Parte I:
Introduzione allo studio dei sistemi dinamici. Modellistica e rappresentazione in variabili di stato di sistemi dinamici elettrici, meccanici ed elettromeccanici. Analisi in frequenza di sistemi dinamici lineari; calcolo dell'evoluzione dello stato e della risposta. Analisi della stabilitÓ e simulazione di sistemi dinamici lineari a tempo continuo. ProprietÓ di raggiungibilitÓ e osservabilitÓ, progetto del regolatore dinamico.
Parte II:
Introduzione al controllo in retroazione dall'uscita. Algebra dei blocchi. Diagrammi di Bode, polari, di Nyquist e criterio di stabilitÓ di Nyquist. 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. Margini di stabilitÓ. Prestazioni di un sistema di controllo: specifiche statiche e dinamiche. Progetto del controllore per sistemi a tempo continuo con tecniche di compensazione in frequenza; reti di compensazione anticipatrici ed attenuatrici. Simulazione di sistemi di controllo.
Laboratori e/o esercitazioni
Le esercitazioni prevedono l'applicazione delle metodologie di analisi e di progetto di sistemi di controllo sviluppate durante le lezioni. Per l'analisi, il controllo e la simulazione dei sistemi dinamici considerati viene fatto uso dell'ambiente operativo MATLAB (Control System Toolbox).
Bibliografia
P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di controlli automatici, Ed. McGraw-Hill Libri Italia, Milano, 3a edizione, 2008 (testo principale)
G. Calafiore, Elementi di Automatica, CLUT, Torino, 2004 (per approfondimenti sulla prima parte del programma)
A. Isidori, Sistemi di Controllo ' Vol. Primo, Ediz. Scientifiche Siderea, Roma, 1993. II ediz. (per approfondimenti sulla seconda parte del programma)

╚ inoltre a disposizione sul sito del modulo (sul Portale della Didattica) materiale didattico preparato dalla docente su argomenti specifici trattati durante il corso, materiale di supporto per l'utilizzo di Matlab, esercizi preparatori all'esame. Saranno via via messe a disposizione slide (su singoli argomenti inerenti il corso) facenti parte del materiale inserito in due CD-Rom in corso di preparazione per i moduli di 'Fondamenti di Automatica' e 'Controlli Automatici' dei corsi di laurea in Ingegneria Informatica ed Ingegneria Elettronica, a cura rispettivamente dei proff. M. Taragna e M. Canale (FdA) e M. Indri e C. Greco (CA).
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
L'esame Ŕ scritto, formato da due parti, di durata complessiva inferiore alle due ore e mezza.

' Prima parte della prova d'esame: di durata inferiore ad un'ora e da svolgersi senza l'ausilio del calcolatore, Ŕ costituita da domande con risposte a 'scelta multipla'. Durante lo svolgimento di tale parte d'esame, non Ŕ consentito l'uso di testi o appunti, eccezion fatta per un foglio formato A4 (scritto sulle 2 facciate) sul quale lo studente pu˛ riportare ogni nota egli ritenga utile, escludendo per˛ esercizi svolti in toto o in parte e risposte a esercizi specifici comunque codificate. Su tale foglio, manoscritto, non fotocopiato e strettamente personale, devono essere riportati chiaramente nome, cognome e matricola. ╚ altresý concesso l'uso della calcolatrice (non programmabile) e delle tavole delle trasformate di Laplace messe a disposizione dalla docente.

Al termine della prima parte dell'esame saranno rese note le risposte corrette ai quesiti formulati e saranno ammessi alla seconda parte solo gli studenti che avranno risposto correttamente ad almeno un numero minimo di domande, indicato all'inizio della prova.

' Seconda parte della prova d'esame: di durata indicativa di un'ora, ha come oggetto il progetto di un controllore da realizzarsi al calcolatore con l'ausilio di Matlab. Durante lo svolgimento di tale parte d'esame, Ŕ consentito l'uso di testi o appunti e del materiale di supporto al corso fornito dalla docente.

Il voto finale sarÓ costituito dalla somma pesata dei punteggi conseguiti nelle due parti.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

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