FDA

Primo Modulo

Concetti fondamentali.
Utilità dei controlli automatici. Controllo in avanti e in controreazione. Schemi a blocchi
strutturali. Modelli matematici di sistemi dinamici. Classificazione dei modelli
(linearità, stazionarietà, ecc.). Il concetto di stato. Linearizzazione
intorno ad un punto di equilibrio.

Analisi dei sistemi lineari e stazionari.
Trasformate di Laplace e loro proprietà; antitrasformazione di funzioni
razionali. Descrizione ingresso-uscita di un sistema dinamico, Funzione di
Trasferimento. Integrale di convoluzione. Le variabili di stato, descrizione
Ingresso-Stato-Uscita. Passaggio dalla funzione di trasferimento allo
spazio di stato e viceversa. Risposte a segnali canonici.
Suddivisione della risposta in risposta libera e forzata, risposta transitoria
e permanente. Modi propri di evoluzione. Stabilità BIBO dei sistemi. Criterio
di stabilità di Routh. Schemi a blocchi funzionali e loro manipolazione.

Risposta armonica.
Definizione. Legami con le risposte canoniche. Rappresentazioni grafiche (Diagrammi di Nyquist, Bode,
Nichols).

Analisi dei sistemi a controreazione.
Derivazione della risposta a ciclo chiuso da quella a ciclo aperto. Proprietà
dei sistemi a ciclo chiuso. Importanza del guadagno d’anello. Criteri di
stabilità di Nyquist e Bode. Margini di guadagno e fase. Comportamento a
regime: classificazione in tipi.
Sensibilità alle variazioni parametriche.

Esercitazioni

modellistica di semplici sistemi, calcolo di semplici trasformate. Criterio di
Routh. Tracciamento manuale di diagrammi di risposta armonica.
Esempi di utilizzo del Matlab per la simulazione dei sistemi lineari,
per il tracciamento delle risposte armoniche.

Secondo Modulo

Sintesi dei Sistemi di Controllo.
Il problema delle specifiche. Legami globali. Specifiche tipiche ad anello chiuso
ed aperto. Regolatori
standard.Reti di correzione anticipatrice, attenuatrice e a sella e loro impiego. Sintesi per tentativi
nel dominio della frequenza. Impiego della carta di Nichols.

Cenni sui sistemi non-lineari.
Caratteristiche. Cicli limite e loro stabilità. Funzione descrittiva.

Sistemi tempo discreto.
L’implementazione dei controllori con microcalcolatori. Cenni sulle
caratteristiche dell’hardware, i sistemi di conversione A/D e D/A. Segnali
campionati, campionatori e organi di tenuta. Richiami sul teorema del campionamento.
Equazioni alle differenze, trasformata Z, relazioni tra modelli tempo continuo
e tempo discreto. Modi di evoluzione e stabilità dei sistemi tempo discreto.
Derivazione delle equazioni alle differenze da quelle differenziali. Metodi
approssimati. Sintesi di sistemi di controllo.

Esercitazioni

Impiego delle reti di correzione; sintesi di
sistemi di controllo con i diagrammi di Bode.
Sintesi di controllori nel dominio della frequenza. Casi di studio: controllo
della luminosità di una lampadina, controllo della velocità di un motore in c.c.,
controllo della posizione di un asse.
Trasformazione
in equazioni alle differenze di controllori sintetizzati a tempo continuo.
Proprietà dei sistemi a tempo discreto.
Esempi di utilizzo del Matlab per la sintesi per tentativi, per l’assegnazione
della dinamica ed infine per la verifica del soddisfacimento delle specifiche
date.