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Teoria dei Sistemi - Controlli Automatici

Informazioni da fornire per ogni singolo insegnamento

 

Denominazione dell’insegnamento:  Teoria dei Sistemi e Controlli Automatici                          

 

Corso di Laurea o di Laurea Magistrale : Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica e Informatica                  

 

SSD:  ING/INF-04                                                                   Numero C.F.U.: 12                 

 

 

Titolari: Giuseppe De Maria                               

 

 

 

Obiettivi del corso

 

 L'insegnamento di Teoria dei Sistemi e Controlli Automatici è impartito al terzo anno del corso di studi in Ingegneria Elettronica e Informatica ed è rivolto agli allievi che seguono il percorso "Informatica" e consente all'allievo di acquisire 12 CFU. L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire all'allievo formazione e competenze sulla Teoria dei Sistemi e dei Controlli Automatici.

 

 

 

Programma del corso

 

Il programma dell'insegnamento si articola sui seguenti argomenti:

- Modelli matematici di sistemi dinamici a tempo continuo: principio di Hamilton ed equazioni di Eulero-Lagrange; grado di libertà e stato di un sistema dinamico; realizzazioni ingresso-stato-uscita; linearizzazione; sistemi lineari, tempo invarianti (LTI) a tempo continuo.

- Modelli matematici di sistemi dinamici a tempo discreto: realizzazioni ingresso-stato-uscita di sistemi lineari tempo invarianti a tempo discreto.

- Rappresentazioni di sistemi LTI a tempo continuo e a tempo discreto nel dominio della variabile complessa: matrice di trasferimento.

- Modi di evoluzione di sistemi dinamici LTI a tempo continuo e a tempo discreto: parametri caratteristici dei modi di evoluzione.

- Analisi dei sistemi dinamici LTI nel dominio della frequenza: rappresentazioni secondo Bode e Nichols.

- Stabilità del punto di equilibrio e del movimento: criterio di stabilità di Lyapunov.

- Proprietà strutturali dei sistemi dinamici LTI:  stabilità interna ed esterna (BIBO); raggiungibilità e controllabilità; osservabilità e rilevabilità.

- Interconnessione di sistemi dinamici LTI ad un ingresso ed una uscita (SISO): connessione serie, parallela, in retroazione.

- Analisi dei sistemi dinamici LTI SISO in connessione in retroazione nel dominio della variabile complessa: il luogo delle radici.

- Analisi dei sistemi dinamici LTI SISO in connessione in retroazione nel dominio della frequenza: il criterio di Nyquist.

- Introduzione ai sistemi di controllo: controllo a ciclo aperto e a ciclo chiuso.

- Specifiche per i sistemi di controllo a ciclo chiuso: astatismo e tipo di sistema, precisione statica; caratterizzazione della fedeltà di risposta in termini di prontezza e precisione dinamica.

- Progetto dei sistemi di controllo a ciclo chiuso: regolatori PID.

- Progetto dei sistemi di controllo a ciclo chiuso mediante reti corretrici con l'uso dell'abaco di Nichols.

- Introduzione ai sistemi di controllo multivariabili: assegnamento degli autovalori e lemma di Heymann.

- Stima dello stato: osservatori asintotici dello stato.

- Sistemi di controllo a ciclo chiuso mediante osservatore-controllore: il teorema di separazione.

Curricula scientifici dei docenti

Sono resi disponibili a cura del docente: http://research.diii.unina2.it/acl/staff.html

 

Competenze attese in ingresso e/o Propedeuticità

All'allievo sono richieste le competenze degli insegnamenti di: Analisi matematica 1 e 2, Fisica 1, Geometria e Algebra e Fondamenti di Informatica.

L'allievo deve al termine del corso possedere competenze sull'Analisi dei Sistemi: modellistica di sistemi meccanici ed elettrici, analisi nel dominio del tempo e della frequenza per sistemi ad un ingresso ed un uscita e per sistemi multivariabili. Di Controlli Automatici: proprietà di sistemi di controllo a ciclo chiuso, assegnamento di specifiche per i sistemi di controllo a ciclo chiuso, sistemi di regolazione e di asservimento

Risultati d’apprendimento attesi

L'allievo deve essere in grado di determinare modelli matematici di sistemi meccanici e elettrici, analizzare la risposta dei sistemi dinamici anche multivariabili nel dominio del tempo e della frequenza, essere in gradi di analizzarne le proprietà strutturali. Progettare sistemi di asservimento e di regolazione.

Anno del corso di studio in cui è inserito

terzo

Testi di riferimento

P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni "Fondamenti di Controlli Automatici". McGraw-Hill
E. Fornasini, G. Marchesini "Appunti di Teoria dei Sistemi". Edizioni Libreria Progetto, Padova
S. Rinaldi, C. Piccardi "I Sistemi Lineari, teoria, modelli, applicazioni". CittàStudiEdizioni

Materiale didattico aggiuntivo

Sono resi disponibili a cura del docente: Giuseppe De Maria

 

Modalità di erogazione

Tradizionale.

Sede

Via Michelangelo - Via Roma 29 Aversa.

Organizzazione della didattica

 Lezioni frontali e esercitazioni al calcolatore con l'ausilio di MATLAB/SIMULINK

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Metodi di valutazione

 Prova scritta con l'ausilio del calcolatore e prova orale

Dati statistici delle votazioni conseguite dagli studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Giuseppe De Maria

 

Calendario delle attività didattiche

Dal 14 settembre al 21 dicembre 2013, sito http://www.diii.unina2.it/it/didattica/calendario.html

Eventuali attività di supporto alla didattica

 Dimostrazioni su sistemi di controllo reali nel laboratorio di Automatica

Orari di ricevimento studenti

Sono resi disponibili a cura del docente: Giuseppe De Maria

 

Calendario delle prove di esame

Disponibile sul sito esami.ceda.unina2.it e sul sito del docente: Giuseppe De Maria

 

 

 

 

 
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Servizi di Ateneo