CONTROLLI AUTOMATICI A - L
Anno accademico 2017/2018 - 3° anno
Docente: Antonio GALLO
Crediti: 9
SSD: ING-INF/04 - Automatica
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di laboratorio
Semestre: 2°
ENGLISH VERSION
Crediti: 9
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Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di laboratorio
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Obiettivi formativi
Scopo del corso è di avviare lo studente alla conoscenza e risoluzione dei problemi di controllo dei processi industriali. Si intende fornire all’allievo ingegnere le metodologie fondamentali per la rappresentazione dei sistemi dinamici e per il progetto di sistemi di regolazione automatica.
Contenuti del corso
Classificazione dei sistemi. Rappresentazione dei sistemi lineari stazionari di ordine finito, a tempo discreto ed a tempo continuo mediante equazioni differenziali a coefficienti costanti. Concetto di stato. Scelta delle variabili di stato. Modello matematico di un sistema. Relazione tra modelli. Linearizzazione. Controllabilità, Osservabilità. Sistemi discreti . Simulazione. La trasformata di Laplace: proprietà ed applicazioni. Concetto di funzioni di trasferimento. Poli e zero. Schemi a blocchi e loro elaborazioni. Sistemi del 1° e 2° ordine. La risposta in frequenza. Diagrammi polari e cartesiani. Sistemi retroazionati: rapidità di risposta, precisione, effetto dei disturbi, stabilità. Teoremi di Bode. Indici di stabilità. Criterio di Bode. Criterio di Nyquist. Criterio di Routh.Sintesi: definizione del progetto del controllore. Sintesi per tentativi. Reti correttrici: anticipatrice e attenuatrice. Diagrammi universali. Controllori standard: regolatori PID. Circuiti e dispositivi elettronici per la realizzazione dei controllori.
Testi di riferimento
Dispense delle lezioni
Franklin, Powel, Emani-Naeini. “Controllo a retroazione di sistemi dinamici”, vol. I, EdiSES, NA
Franklin, Powel, Emani-Naeini. “Controllo a retroazione di sistemi dinamici”, vol. I, EdiSES, NA
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Definizioni fondamentali e concetti generali. Classificazione dei sistemi. Rappresentazione dei sistemi lineari stazionari di ordine finito a tempo discreto ed a tempo continuo mediante equazioni differenziali a coefficienti costanti. | Dispense |
| 2 | Rappresentazione e comportamento ingresso-uscita temporali. Risposta libera e risposta forzata. Trasformata di La Place. Proprietà principali ed applicazioni. Integrale di convoluzione. Risposta impulsiva. Antitrasformazione. Concetto di FdT | Dispense e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
| 3 | Analisi grafico-teorica delle funzioni temporali Laplaciane. Traslazione e sezionamento dei grafici. | Dispense |
| 4 | Sistemi del 1° e 2° ordine. Costanti di tempo. Esempi teorici e sperimentali. Risposta canonica al gradino (risposta indiciale). Parametri temporali: tempo di salita, tempo di sovraelongazione, tempo di assestamento. Poli dominanti. | Dispense |
| 5 | Algebra degli schemi a blocchi. Regole ed elaborazioni. | Dispense e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
| 6 | Modello matematico di un sistema. Scelta delle variabili di stato. Modelli parametrici. Equazione di stato. Matrice di transizione di stato e Soluzione. Controllabilità ed osservabilità. Relazione tra modelli parametrici e non (equazione di stato – F.d.T) | Dispense |
| 7 | Discretizzazione del modello parametrico: simulazione | Dispense |
| 8 | Stabilità dei sistemi lineari. Criterio di stabilità di Routh | Dispense e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
| 9 | Sistemi retroazionati. Specifiche. Stabilità dei sistemi retroazionati. Velocità di risposta (prontezza). Precisione (accuratezza). Effetto della retroazione sui disturbi. | Dispense e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
| 10 | Risposta in frequenza. Analisi dei sistemi retroazionati. Funzione armonica | Dispense |
| 11 | Rappresentazione grafica della F.d.T. Diagrammi cartesiani di Bode. Teorema di Bode. Sistemi a fase minima. Sistemi con funzione di ritardo puro. Criterio di stabilità di Bode. margini (indici) di stabilità. Banda passante. | Dispense |
| 12 | Diagrammi polari di Nyquist. Sfasatore puro. Cammino di Nyquist. Congiungimento dei punti di singolarità. Criterio di stabilità di Nyquist. Indici di stabilità relativa | Dispense e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
| 13 | Definizione del progetto del controllore. Sintesi per tentativi. Reti correttrici: anticipatrice ed attenuatrice. Rete a sella. Controllori standard: regolatori PID. Circuiti e dispositivi elettronici per la realizzazione dei controllori | Dispense, Franklin, Powell, Emani-Naeini: “Controllo a retroazione di sistemi dinamici”, Vol. I, EdiSES, NA e Di Stefano et al.: “Regolazione Automatica”, Collana Shaum, McGraw-Hill. |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Prova orale