Control Engineering - Ingegneria Automatica

ANDREA CRISTOFARO

Obiettivi generali
Analizzare i limiti alle prestazioni relative ad un sistema di controllo.
Conoscere le particolarità dei sistemi multivariabili.
Formulare problemi con specifiche ad anello chiuso e problemi di stabilità e prestazioni robuste.

Obiettivi specifici

Conoscenza e comprensione:
Lo studente apprenderà (1) gli strumenti per valutare i limiti alle prestazioni e (2) a formulare nel dominio della frequenza e del tempo problemi di controllo robusto per sistemi multivariabili.

Applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare sistemi di controllo multivariabili.

Capacità critiche e di giudizio:
Lo studente sarà in grado di valutare le prestazioni ottenibili da un sistema di controllo.

Capacità comunicative:
Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comunicare/condividere le principali problematiche concernenti i sistemi multivariabili.

Capacità di apprendimento:
Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una capacità di progettare sistemi di controllo complessi in ambito lineare.

Capacità di analisi di sistemi MIMO e di sintesi di controllori multi-ingresso

Prerequisiti consigliati:

Algebra Lineare
Teoria dei sistemi


Nessun altro esame propedeutico obbligatoriamente.

Sistemi SISO:

- limiti di prestazioni
- analisi della robustezza per sistemi con incertezza strutturata e non strutturata
- teorema del piccolo guadagno

Sistemi MIMO:

- decomposizione ai valori singolari, direzionalità
- structured singular value (SSV)
- assegnazione degli autovalori
- linear matrix inequalities e robustezza
- il problema dell'output regulation
- sistemi con saturazioni e cenni sui compensatori anti-windup
- sistemi ridondanti e algoritmi di allocazione degli ingressi

Slides e appunti distribuiti dal docente

S. Skogestad, I. Postlethwaite, "Multivariable Feedback Control: Analysis and Design," 2nd Edition, Wiley, 2005

S. Boyd, L. Vandenberghe, "Convex Optimization," Cambridge University Press, 2004

Lezioni frontali

Consigliata

Esame orale tradizionale, possibilmente con esercizi scritti. Eventuale possibilità di svolgere degli "assignment" durante il corso per avere dei punti bonus (comunque facoltativi).

1) Cosa sono le funzioni di sensitività?

2) Descrivere i punti principali della sintesi del regolatore

3) Che differenza c'è tra control allocation statica e dinamica?

• Forme quadratiche e linear matrix inequalities
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente 


• Guadagno L2 e norma H-infinito
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente 


• Compensatori anti-windup
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente 


• Elementi di controllo geometrico e spazi invarianti
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente 


• Fattorizzazioni e norme delle funzioni di trasferimento
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente  


• La sintesi del regolatore
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente  


• Sistemi ridondanti e allocazione degli ingressi
  • Testi di riferimento: Dispense e slides forniti dal docente