73123 - TEORIA DEI SISTEMI E DEI CONTROLLI PER L'AUTOMAZIONE LM

Anno Accademico 2019/2020

  • Docente: Gianluca Palli
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: ING-INF/04
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Moduli: Gianluca Palli (Modulo 1) Umberto Soverini (Modulo 2)
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
  • Campus: Forli
  • Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria meccanica (cod. 8771)

    Valido anche per Laurea Magistrale in Ingegneria meccanica (cod. 8771)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede: una conoscenza generale dei sistemi dinamici e in particolare dei sistemi lineari a tempo continuo e della loro rappresentazione tramite trasformate di Laplace e funzioni di trasferimento; una conoscenza di base dei principi di stabilità per sistemi lineari; la conoscenza dei modi di risposta di sistemi elementari di primo e secondo ordine e come questi si compongono a formare modelli di ordine più elevato; la capacità di analisi delle proprietà strutturali dei sistemi dinamici lineari attraverso diagrammi di Bode, diagrammi di Nyquist, luogo e contorno delle radici; la capacità di progetto di leggi di controllo per sistemi lineari, ed in particolare del progetto di reti correttrici e regolatori PID; i principi base della regolazione in cascata; una conoscenza di base relativa ad alcune problematiche di controllo per sistemi non lineari e la capacità di progetto di controllori mediante linearizzazione.

Contenuti

  • Cenni storici. Definizione di sistema, collegamento, ingressi di controllo e di disturbo. Modelli matematici. Definizione di controllo automatico. Esempi di sistemi di controllo. Controllo in anello aperto ed in anello chiuso.

  • Elementi di Modellistica. Sistemi elettrici. Sistemi meccanici dotati di moto di traslazione e di moto rotatorio. Sistemi idraulici e termici. Sistemi elettromeccanici: servomotori in c.c.

  • Analisi nel dominio della frequenza. Problema delle condizioni iniziali. La risposta forzata e la funzione di trasferimento. Passaggio dallo spazio degli stati alla funzione di trasferimento.

  • Forme canoniche della f.d.t., poli e zeri, costanti di tempo. Legame tra la mappa dei poli e zeri e l'andamento della risposta all'impulso. Risposte ai segnali canonici dei sistemi di primo e secondo ordine. Risposte dei sistemi di ordine superiore e criteri di dominanza.

  • Algebra degli schemi a blocchi e formula di Mason.

  • Funzione di risposta armonica: definizione e legami con la risposta all'impulso e con la f.d.t.. Diagramma di Bode e regole per il tracciamento. Diagrammi di Nyquist e loro tracciamento.

  • Sistemi in retroazione ed errori in regime permanente. Classificazione dei sistemi in base al tipo. Ruolo degli ingressi. Ingressi canonici.

  • Reiezione dei disturbi nei sistemi in anello aperto ed in quelli in anello chiuso. Funzioni sensibilità e sensibilità complementare. Effetto dei disturbi in relazione al punto di ingresso nell'anello di controllo. Sensibilità parametrica nel ramo diretto e nel ramo di retroazione.

  • Criterio di Routh. Utilizzo del criterio di Routh e casi particolari.

  • Luogo delle radici, luogo delle radici complementare e contorno delle radici. Regole per il tracciamento. Sintesi attraverso il luogo delle radici.

  • Metodi di sintesi nel dominio dei tempi e nel dominio delle frequenze. Soddisfacimento specifiche statiche e principio del modello interno.

  • Reti correttrici: ritardatrice, anticipatrice. Formule di inversione.

  • Regolatore PID e metodo di taratura di Ziegler-Nichols.

  • Controllo in cascata, pre&filtraggio segnale di riferimento, schemi di controllo Feedforward/Feedback, desaturazione dell'azione integrale.

  • Utilizzo di Matlab/Simulink per il progetto dei sistemi di controllo. Esempi di progetto per modelli lineari e non lineari tramite linearizzazione.

Testi/Bibliografia

  • G. Marro. Controlli Automatici. Zanichelli Ed. Bologna

  • P.Bolzern, R.Scattolini, N.Schiavoni. "Fondamenti di Controlli Automatici", McGraw Hill 2004

  • R. Carloni, C. Melchiorri, G. Palli, "Esercizi di Controlli Automatici e Teoria dei Sistemi", Progetto Leonardo, Bologna

  • R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici. Testi d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna

  • Dispense e altro materiale forniti dal docente

Metodi didattici

  • lezioni frontali da parte del docente

  • esercitazioni in aula

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

  • orale individuale su argomenti del corso

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gianluca Palli

Consulta il sito web di Umberto Soverini

SDGs

Imprese innovazione e infrastrutture

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.