IA/0141 - CONTROLLO DIGITALE

Anno Accademico 2022/2023

Obiettivi

Questo corso introduttivo intende presentare i fondamenti per lo studio dei sistemi a tempo discreto e per l'analisi e il progetto di controllori digitali per sistemi dinamici lineari.

Descrittori di Dublino
- Conoscenza e capacità di comprensione relative ai sistemi dinamici digitali e agli strumenti formali usati per descriverli.
- Conoscenza e capacità di comprensione applicate che consentano di risolvere problemi originali di modellazione, analisi e controllo di sistemi dinamici digitali.
- Autonomia di giudizio: gestione della complessità di un sistema dinamico con componenti digitali, astraendo il suo comportamento mediante un modello matematico.
- Abilità comunicative: descrizione formale del comportamento dinamico di un sistema digitale e di eventuali specifiche.
- Capacità di apprendere: essere in grado di proseguire lo studio della teoria dei sistemi seguendo corsi avanzati.

Prerequisiti

Sono richieste le conoscenze impartite nei corsi di automatica della laurea, relative all’analisi e al controllo di sistemi dinamici a tempo continuo.

Contenuti

1 - Introduzione (2h lezione)

2 - Analisi dei sistemi lineari e stazionari a tempo-discreto (4h lezione, 2h esercitazione)
Rappresentazione in variabili di stato e ingresso-uscita, modi, stabilità, risposta al gradino.

3 - Trasformata Z (4h lezione, 2h esercitazione)
Definizione e proprietà, trasformate notevoli, metodi di antitrasformazione, funzione di trasferimento, filtri.

4 - Sistemi a dati campionati (3h lezione, 2h esercitazione)
Sistemi a dati campionati in presenza di ritardi, zeri e poli dei sistemi a dati campionati.

5- Analisi e sintesi dei sistemi di controllo digitale in tempo continuo (4h lezione, 2h esercitazione)
Campionatore ideale, teorema di Shannon, organo di tenuta di ordine zero (ZOH), sintesi nel continuo e discretizzazione del controllore, metodi di discretizzazione, scelta del periodo di campionamento.

6 - Sintesi nel dominio della variabile complessa z (3h lezione, 2h esercitazione)
Specifiche in z, luogo delle radici, metodo dell'assegnazione del modello, metodo dell'assegnamento dei poli.

Metodi Didattici

Il corso prevede lezioni teoriche (20 h) ed esercitazioni (10 h) che vengono svolte dagli studenti in classe o in laboratorio alla presenza del docente. Le soluzioni delle esercitazioni vengono successivamente discusse col docente.

Verifica dell'apprendimento

Al termine delle lezioni, agli studenti che hanno seguito il corso viene data la possibilità di sostenere una prova finale scritta. Nelle regolari sessioni l'esame è orale.

Testi

A. Giua, Dispense del corso Controllo Digitale. In preparazione, 2019.

P. Bolzern, R. Scattolini, and N. Schiavoni, Fondamenti di controlli automatici, seconda ed. McGraw-Hill, 2004.

Altre Informazioni

Il sito web del corso offrirà materiale didattico utile agli studenti per preparare l'esame e approfondire gli argomenti trattati.