Docente/i: Antonella Ferrara  

Denominazione del corso: Automatica
Codice del corso: 062079
Corso di laurea: Ingegneria Meccanica, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/04
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire le basi matematiche e gli strumenti metodologici necessari alla analisi delle principali proprietà dei sistemi dinamici nel dominio continuo del tempo e alla progettazione di semplici sistemi di controllo lineare.

Programma del corso

Sistemi dinamici
Modelli matematici di sistemi fisici. Definizione di sistema dinamico tramite le variabili di ingresso/ stato/uscita e le relative rappresentazioni. Rappresentazioni a tempo continuo. Trasformata di Laplace. Risoluzione di sistemi lineari a tempo invariante. Cenni ai sistemi non lineari e alla linearizzazione. Rappresentazioni dei sistemi lineari nel dominio della frequenza. Matrici e funzioni di trasferimento: relazioni con la risposta impulsiva e con le rappresentazioni nel dominio del tempo. Connessioni di sistemi in serie, parallelo, retroazione. Riduzione di complessità di schemi a blocchi. Cenni alle realizzazioni tramite forme canoniche. Definizione della funzione di risposta in frequenza e sue rappresentazioni: diagrammi di Bode, diagrammi polari, diagrammi di Nyquist.

Proprietà strutturali dei sistemi dinamici
Criteri di stabilità dei sistemi lineari a tempo invariante. Stabilità BIBO. Controllabilità e criterio di controllabilità. Osservabilità e criterio di osservabilità. Dualità tra controllabilità e osservabilità.

Progettazione dei sistemi di controllo
Analisi dei sistemi di controllo retroazionati tramite metodi analitici e grafici: Nyquist e Bode. Grandezze che influiscono sulla risposta: coefficiente di smorzamento, margine di fase e di guadagno. Comportamento statico. Effetto dei disturbi e delle incertezze del modello. Controllori elementari per sistemi monovariabili nel dominio delle frequenze: reti corretrici, regolatori PID. Cenni ai controllori per sistemi multivariabili e ai controllori non convenzionali basati su logiche fuzzy.

Prerequisiti

Conoscenza di base di matematica elementare: numeri complessi, algebra lineare, equazioni differenziali.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 34
Esercitazioni (ore/anno in aula): 14
Laboratori (ore/anno in aula): 4
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Appunti delle lezioni.

P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni. Fondamenti di controlli automatici. McGraw Hill, Milano.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Verranno svolte due prove scritte in itinere, che verteranno rispettivamente sulla prima e sulla seconda e terza parte del Corso. Per coloro che avranno sostenuto entrambe le prove scritte la prova finale consisterà in un colloquio. Coloro che non avranno sostenuto entrambe le prove in itinere dovranno sostenere una prova scritta, che verterà su argomenti trattati durante il Corso, al fine di essere ammessi al colloquio finale.