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Lorenzo SABATTINI
Professore Associato
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Controlli automatici
Ingegneria gestionale (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso di controlli automatici fornisce le basi metodologiche per le applicazioni dei controlli automatici, con particolare riferimento alla analisi e controllo dei sistemi dinamici, categoria che comprende la maggior parte dei sistemi fisici e astratti (ad esempio una parte di macchinario in movimento, oppure una serie storica di fluttuazione del valore di una azione). Il corso quindi risulta indispensabile per la comprensione del funzionamento e per il progetto di controllori di tali sistemi.
Prerequisiti
Corsi di Analisi Matematica, Geometria, Fisica ed Elettrotecnica.
Programma del corso
1. Modellazione matematica. Utilizzo di equazioni differenziali e definizione di modelli lineari. Esempi di modelli fisici (elettrici, meccanici) [0.7 CFU]
2. Funzioni di trasferimento. Trasformata di Laplace e Antitrasformata. Schemi a blocchi, e modi del sistema [1 CFU]
3. Stabilità dei sistemi di controllo, definizione e metodi di verifica. Criterio di stabilità. [0.5 CFU]
4. Risposta a regime e risposta al transitorio. Definizione delle specifiche statiche e delle specifiche dinamiche. [0.5 CFU]
5. Luogo delle radici. Regole per il tracciamento, e proprietà del diagramma. Progetto del controllore mediante luogo delle radici. [1 CFU]
6. Risposta in frequenza di un sistema. Analisi armonica. Tracciamento dei diagrammi di Bode. [1 CFU]
7. Effetto dei disturbi in un sistema in retroazione. Funzione di sensitività [0.5 CFU]
8. Regolatori standard PID: definizione e utilizzo. [0.5 CFU]
9. Strumenti software per la modellistica e il progetto del controllo. Matlab e Simulink. [0.3 CFU]
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni teoriche in aula e esercitazioni al computer sulla analisi dei sistemi dinamici tramite modelli matematici simulati con il linguaggio Matlab/Simulink.
Testi di riferimento
- Dispense su Moodle
- Katsuhiko Ogata and Luigi Biagiotti. Fondamenti di controlli automatici
Pearson, 2020.
Verifica dell'apprendimento
L'esame prevede una prova orale, in cui verranno verificate le competenze acquisite su tutto il programma.
È possibile sostenere una prova intermedia, in forma scritta, in cui sono presenti domande a risposta multipla ed esercizi.
Nel caso di superamento della prova intermedia, l'orale verterà unicamente sulla seconda parte del corso. Il voto totale sarà calcolato come la media delle due valutazioni.
Risultati attesi
Gli obiettivi di apprendimento attesi a seguito del completamento del corso e superamento del relativo esame sono, con riferimento ai descrittori di Dublino, i seguenti:
Conoscenza e capacità di comprensione:
Tramite lezioni in aula, lo studente apprende i metodi principali della modellistica e della progettazione dei sistemi di controllo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Tramite le esercitazioni pratiche (svolte tramite esercizi alla lavagna e al calcolatore), lo studente è in grado di applicare le conoscenze acquisite per l'analisi e la progettazione di sistemi di controllo.
Capacità di apprendimento:
Le attività descritte consentono allo studente di acquisire gli strumenti metodologici per proseguire gli studi e per potere provvedere autonomamente al proprio aggiornamento.
Abilità comunicative:
Lo studente avrà sviluppato la capacità di esporre in modo chiaro gli argomenti affrontati nel corso argomentando con precisione.
Autonomia di giudizio:
Lo studente avrà sviluppato la capacità di scegliere autonomamente le metodiche di analisi e soluzione dei problemi relativi alle tematiche affrontate nel corso.