INTRODUZIONE AL CORSO
Introduzione al corso
1. Introduzione
2. Presentazione dei contenuti
3. Materiale didattico
INTRODUZIONE E STRUMENTI
Introduzione ai sistemi di controllo
1. Introduzione all'unità
2. Sommario lezione
3. Esempi di sistemi di controllo
4. Elementi costitutivi dei sistemi di controllo
5. Strutture tipo e schemi di principio
6. Sistemi, modelli e progetto del controllo
Schemi a blocchi
1. Sommario lezione
2. Convenzioni generali ed elementi di base
3. Dall'equazione alla rappresentazione grafica
4. L'algebra dei blocchi
5. Calcolo di funzioni di trasferimento di schemi interconnessi
Schema tecnologico di un sistema di controllo
1. Sommario lezione
2. Descrizione tecnica di un caso reale
3. Dettaglio dei dispositivi
4. Schema a blocchi complessivo
Le specifiche di progetto
1. Sommario lezione
2. Le specifiche come "desiderata"
3. Specifiche di stabilità e di stabilità robusta
4. Specifiche sul comportamento in regime permanente
5. Specifiche sulla risposta in transitorio
6. Altre specifiche
Matlab e Simulink per i sistemi di controllo
1. Sommario lezione
2. Introduzione
3. Analisi e simulazione in ambiente Matlab
4. Introduzione all'utilizzo di Simulink
5. Simulazione in ambiente Simulink
STABILITÀ DEI SISTEMI DI CONTROLLO IN RETROAZIONE
Introduzione
1. Introduzione all'unità
2. Sommario lezione
3. Il problema dell'analisi
4. Gli strumenti
Diagrammi di Bode
1. Sommario lezione
2. Risposta in frequenza
3. Rappresentazione grafica naturale
4. Rappresentazione grafica modificata
5. Diagrammi di Bode di fdt elementari
6. Esempio
Diagrammi polari, di Nyquist e di Nichols
1. Sommario lezione
2. Diagramma polare
3. Diagramma di Nyquist
4. Diagramma di Nichols
Crierio di Nyquist
1. Sommario lezione
2. Il criterio di Nyquist
3. Estensione a Ga(s) con guadagno variabile
4. Applicazione a sistemi con retroazione positiva
Margini di stabilità
1. Sommario lezione
2. Indicatori di robustezza della stabilità
3. Margine di guadagno
4. Margine di fase
5. Stabilità regolare e marginale ed estensioni delle definizioni dei margini
6. Mr come margine di stabilità: i luoghi a modulo (e a fase) costante
7. La carta di Nichols
Casi di studio
1. Sommario lezione
2. Un esempio di analisi della stabilità
3. Il caso di un sistema a non minima rotazione di fase
4. Pendolo inverso su carrello
5. Levitatore magnetico
REGIME PERMANENTE E TRANSITORIO
Precisione in regime permanente
1. Introduzione all'unità
2. Sommario lezione
3. Segnali canonici di riferimento: polinomiali e sinusoidali
4. Inseguimento di segnali polinomiali
5. Inseguimento di segnali sinusoidali
6. Implicazioni sul progetto del controllore
Reiezione di disturbi in regime permanente
1. Sommario lezione
2. Tipicità dei disturbi
3. Effetti sull'uscita in regime permanente di disturbi polinomiali
4. Effetti sull'uscita in regime permanente di disturbi sinusoidali
5. Implicazioni sul progetto del controllore
Risposta transitoria e risposta in frequenza
1. Sommario lezione
2. Analisi della dipendenza W <-> Ga
3. Dinamica in t e in ω dei sistemi del 2° ordine
4. Caratterizzazione di W con dinamica dominante del 2° ordine
5. Relazioni fra parametri caratteristici della Ga e della W
6. Specifiche di precisione/rapidità in transitorio
Reiezione di disturbi a banda larga
1. Sommario lezione
2. Disturbi in alta frequenza
3. Disturbi in banda
Esempi di analisi e simulazione
1. Sommario lezione
2. Analisi del comportamento in regime permanente e verifica in simulazione
3. Analisi del comportamento nel dominio della frequenza e in transitorio
PROGETTO DEL CONTROLLORE
Analisi delle specifiche
1. Introduzione all'unità
2. Sommario lezione
3. Impostazione del progetto del controllore dall'analisi delle specifiche
4. Implicazioni delle specifiche statiche
5. Stabilizzabilità del sistema
6. Implicazioni delle specifiche dinamiche
Principali reti di compensazione
1. Sommario lezione
2. Loop shaping e sintesi per tentativi
3. Reti anticipatrici4. Reti attenuatrici
5. Reti integro-derivative
6. Implicazioni sull'attività sul comando
Altre reti di compensazione
1. Sommario lezione
2. Filtro risonatore
3. Filtro notch
4. Rete anticipatrice a singolarità complesse-coniugate
5. Compensatore P.I.
6. Polo reale instabile
Funzione di sensibilità
1. Sommario lezione
2. Sensibilità parametrica
3. Andamento e significati della funzione di sensibilità S(s)4. Implicazioni sul progetto del controllore
Esempio completo di progetto di un controllore
1. Sommario lezione
2. Definizione del problema ed analisi delle specifiche
3. Progetto del controllore e verifica delle specifiche
4. Valutazione delle prestazioni del controllore
SISTEMI DI CONTROLLO INDUSTRIALI
Regolatori PID: funzionamento e taratura
1. Introduzione all'unità
2. Sommario lezione
3. Modello, funzionamento e realizzazione pratica
4. Metodi di taratura in anello chiuso
5. Metodi di taratura in anello aperto
6. Un esempio di taratura di un PID
Realizzazione dei controllori analogici
1. Sommario lezione
2. Tipologie dei controllori analogici
3. Controllori analogici di tipo elettronico
4. Problemi dei controllori analogici
Sistemi di controllo digitali
1. Sommario lezione
2. Controllori analogici vs digitali
3. Sistema con controllo digitale
4. Una struttura di controllo digitale
5. Schema e dispositivi tecnologici
Campionamento e discretizzazione
1. Sommario lezione
2. Campionamento di segnali a tempo continuo (TC)
3. Discretizzazione di un sistema TC
4. Corrispondenze fra modello a TC ed equivalente a tempo discreto (TD)
5. Approssimazione nel dominio della frequenza
6. Scelta del passo di campionamento
Progetto di compensatori digitali
1. Sommario lezione
2. Scelta del metodo
3. Passi preliminari
4. Sviluppo del progetto
5. Verifiche
Realizzazione dei controllori digitali
1. Sommario lezione
2. Componenti digitali elementari
3. Schemi a blocchi e realizzazioni
4. Problemi dei controllori digitali
5. Configurazione tecnologica
CONCLUSIONI
Conclusioni
1. Sommario lezione
2. Limiti delle strutture proposte
3. Problematiche nel controllo dei sistemi reali
4. Strutture e metodi di controllo alternativi
Per ogni capitolo ci sono dei file in pdf con le slide, una serie di esercizi svolti e una serie di esercizi proposti (=riportano solo la soluzione).
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