Fondamenti di Automatica

Descrizione

1. Introduzione ai problemi di controllo. Il problema del controllo. Progetto del controllore. Controllo in anello aperto e anello chiuso. Architetture e componenti dei sistemi di controllo. Strumentazione.

2. Sistemi dinamici a tempo continuo. Introduzione ai sistemi dinamici. Rappresentazione di stato. Movimento. Equilibrio. Sistemi dinamici lineari invarianti. Movimento libero e forzato. Sovrapposizione degli effetti. Sistemi non lineari: linearizzazione.

3. Stabilità. Stabilità di movimenti ed equilibri. Stabilità dei sistemi lineari invarianti. Criteri di stabilità. Criterio di Routh. Stabilità degli stati di equilibrio di sistemi non lineari.

4. Analisi nel dominio delle trasformate. Trasformata di Laplace. Sviluppo di Heaviside. Funzione di trasferimento. Risposte a segnali canonici. Approssimazione a poli dominanti. Sistemi a fase non minima. Sistemi interconnessi e schemi a blocchi: collegamenti in serie, parallelo e retroazione. Stabilità di sistemi interconnessi.

5. Risposta in frequenza. Definizione di risposta in frequenza e proprietà. Interpretazione dei sistemi dinamici come filtri. Rappresentazioni grafiche della risposta in frequenza: diagrammi polari e di Bode. Sistema con ritardo. 

6. Analisi dei sistemi retroazionati. Introduzione ai sistemi retroazionati. Stabilità di sistemi retroazionati. Criterio di Nyquist con estensioni. Robustezza della stabilità: margine di fase e margine di guadagno. Criterio di Bode. Analisi delle prestazioni di sistemi retroazionati: analisi dinamica (transitorio e tempo di assestamento), analisi statica (comportamento di regime con ingressi canonici e sinusoidali).

7. Progetto del regolatore. Introduzione al problema di progetto. Requisiti dei sistemi di controllo: stabilità, precisione statica e dinamica, compensazione dei disturbi, robustezza. Introduzione al progetto di regolatori basato sul criterio di Bode e sull’analisi in frequenza, e di compensatori. 

8. Controllori industriali standard. Regolatori PID: problemi realizzativi e metodi di taratura. 

9. Segnali e sistemi a tempo discreto.  Introduzione a segnali e sistemi a tempo discreto. Sistemi dinamici lineari a tempo discreto. Equilibrio e stabilità. Trasformata Zeta. Funzione di trasferimento.

10. Controllo digitale. Struttura e descrizione dei sistemi di controllo digitale (convertitori A/D e D/A). Scelta del periodo di campionamento. Realizzazione digitale di regolatori analogici.