TECNOLOGIA DEI SISTEMI DI CONTROLLO

Il corso si propone di descrivere i principali aspetti tecnologici per la realizzazione dei sistemi di controllo. In particolare, obiettivo principale è fornire allo studente alcune conoscenze base necessarie per la scelta dei componenti e delle architetture di un sistema di controllo per applicazioni in ambito di automazione industriale, robotica, domotica e automotive. Le caratteristiche del loop di controllo verranno poste in relazione con i processi fisici da controllare e con i vincoli temporali che ne derivano sui task computazionali e di comunicazione.

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula

Conoscenze di base di fondamenti di automatica

Consigliata

1. Generalità sull'architettura dei sistemi di controllo

Generalità sull'architettura tecnologica dei sistemi di controllo; schemi strutturali. Tecniche di conversione analogico/digitale e digitale analogica per controllori.

2. dispositivi (sensori e attuatori) PER la realizzazione di sistemi di controllo

Cenni sulle principali classi e principi di funzionamento di sensori ed attuatori in diversi ambiti, quali: automazione industriale, robotica, automotive e domotica

3.IL CONTROLLORE

Il controllo PID. Metodi per il tuning di PID: tuning per le prestazioni dinamiche; metodo di Ziegler e Nichols a catena chiusa. Implementazione digitale di PID. Aspetti pratici dell’applicazione di PID.Microcontrollori. Caratteristiche del loop di controllo in diversi scenari tra cui: automazione, robotica e automotive. Impatto del loop di controllo e vincoli temporali sui task a livello di sistema operativo (conoscenza dei tempi di ritardo tra input e output) e sulla comunicazione (conoscenza dei tempi di latenza dei messaggi scambiati dai sensori ai controllori/PLC e da questi agli attuatori).

4. tecniche di ottimizzazione

Cenni di tecniche di ottimizzazione. Introduzione alla programmazione Lineare, metodi di risoluzione di problemi di programmazione lineare

ESERCITAZIONI MATLAB

Esercitazioni MATLAB per gli argomenti trattati teoricamente.

1. C. Bonivento, L. Gentili, A. Paoli, Sistemi di automazione industriale- Architetture e controllo, Ed. McGraw-Hill.

2. G. Magnani, G. Ferretti, P. Rocco, Tecnologie dei sistemi di controllo, Ed. McGraw-Hill.

3. F. S. Hillier, G.J. Liebermann, Introduction to Operations Research, Ed. McGraw Hill.

Esame orale

Architetture di controllo: quando si può applicare l’architettura in cascata piuttosto che in feedforward?

Cenni sui principali sensori e attuatori: descrivere il principio di funzionamento di un sensore capacitivo

Il controllore: descrivere la tecnica di tuning del PID basata sul metodo di Ziegler-Nichols a catena chiusa

Tecniche di ottimizzazione: descrivere il metodo del simplesso