DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'obiettivo è fornire allo studente nuove competenze su metodologie più avanzate per l'analisi dei sistemi dinamici, la progettazione dei controllori ed il filtraggio. Inoltre sara' fornita una buona conoscenza operativa del filtraggio alla Kalman ed una buona capacità di progettare sistemi di controllo con tecniche avanzate direttamente nel dominio digitale.
Alla fine del corso lo studente sara' in grado di:
- progettare ed implementare un filtro di Kalman;
- progettare elementari sistemi di controllo multivariabile
- progettare sistemi di controllo in cascata
- realizzare implementazioni anti-windup per controllori PID
- progettare sistemi di controllo di posizione e velocita per motori elettrici in corrente continua
Prerequisiti
Progettazione di controllori lineari in retroazione usando metodi in frequenza.
Metodi didattici
Il percorso didattico proposto allo studente è il seguente:
1) Seguire la lezione frontale esposta con il supporto di diapositive. Esse sono tutte disponibili prima dell’inizio del corso ed è utile che lo studente visioni le diapositive di una lezione prima di seguirla.
2) Studiare gli argomenti della lezione con l’ausilio di libri di testo, delle diapositive e degli appunti personali.
3) Seguire l’esercitazione frontale svolta alla lavagna (elettronica o tradizionale). Il testo e lo svolgimento degli esercizi sono tutti disponibili prima dell’inizio del corso ed è utile che lo studente visioni gli svolgimenti degli esercizi prima di seguire l’esercitazione.
4) Svolgere gli esercizi proposti, disponibili su Teams in numero limitato ed accuratamente selezionati. Lo scopo degli esercizi proposti è verificare il livello di comprensione dei concetti esposti nelle lezioni ed esercitazioni e la capacità dello studente di utilizzarli.
5) Verso la fine delle lezioni lo studente è in grado di svolgere alcuni temi d’esame, proposti con la loro soluzione e scelti tra i più rappresentativi e paradigmatici.
6) Agli studenti è offerta la possibilità di svolgere un progetto finale che sarà possibile sottomettere al docente per la valutazone. L’obiettivo è rendere lo studente autonomo nell’utilizzo di Matlab per la risoluzione di problemi di Automatica.
Vengono svolti alcuni esempi di applicazione nell'ambito del controllo di sistemi industriali. Sono previsti seminari didattici da parte di ricercatori industriali e accademici. Viene data molta importanza alla partecipazione attiva alle lezioni da parte degli studenti, che viene stimolata mediante un dialogo continuo.
Gli studenti possono trovare il docente in ogni momento (meglio previo appuntamento) recandosi presso l'ufficio del docente (Ufficio 303 Edificio C).
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale della durata di 2 ore. Essa e' abitualmente costituita da 5 o 6 quesiti: 4 esercizi ed 1 o 2 domande teoriche. Tutti gli esercizi e le domande valgono da 5 a 8 punti. Sono previste prove in itinere.
N.B. Per gli allievi informatici questo corso e' integrato con Identificazione dei Modelli ed Analisi dei Dati. Il voto complessivo del corso integrato sarà calcolato come media (approssimata all'intero superiore) dei voti conseguiti nei due moduli.
Contenuti
PARTE 1 - Proprietà strutturali dei sistemi dinamici Raggiungibilità, Controllabilità, Osservabilità, Ricostruibilità Test di Kalman Realizzazione in forma di stato, forme canoniche, sistema duale Assegnamento degli autovalori, ricostruzione dello stato.
PARTE 2 - Filtro di Kalman Introduzione e problema base per il caso lineare tempo invariante predizione ad un passo estensioni soluzione di regime e teoremi asintotici Filtro di Kalman Esteso (EKF) e identificazione a scatola grigia
PARTE 3 - Controllo predittivo Controllo predittivo a Minima Varianza (MV): legge di controllo, proprieta' del sistema di controllo; controllo a Minima Varianza Generalizzata (GMV): schema di progetto a Modello di Riferimento (MR), schema di progetto a controllo penalizzato.
PARTE 4 - Metodi avanzati di controlli automatici Compensazione di disturbi in anello aperto, implementazione anti-windup di controllori con azione integrale, predittore di Smith, controllo in cascata. Cenni di controllo multivariabile: metodi di disaccoppiamento, controllo decentralizzato, matrice dei guadagni relativi.
PARTE 5 - Controllo del moto Principi di conversione elettromeccanica. Motori elettrici a corrente continua: modellistica ed analisi dinamica. Controllo di velocita'. Controllo di posizione. Compensazione dei disturbi di coppia.
Altre informazioni
Gruppo Microsoft Teams di Controlli Automatici
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a7JF6OSjx_026d-58pLEbgOBwOemhKXiJguRDroS9z8g1%40thread.tacv2/conversations?groupId=98a4cfb0-b399-445f-9736-c2767922a86a&tenantId=4f0132f7-dd79-424c-9089-b22764c40ebd
In caso di disposizioni dell’autorità
competenti in materia di contenimento e gestione dell’emergenza epidemiologica, l'insegnamento
potrebbe subire modifiche rispetto a quanto dichiarato nel syllabus per rendere il corso e gli esami in
linea con quanto disposto.