Controlli - Base

Controlli, corso base

ARGOMENTI ED OBIETTIVI
La recente crescita delle tecnologie elettroniche ed informatiche ha permesso di introdurre decisive innovazioni nei prodotti tecnologici di più largo utilizzo, sia ottenendo prestazioni sempre più spinte e sofisticate, sia permettendo funzionalità non possibili con le tecnologie tradizionali. Alcuni esempi, nel campo automobilistico, sono i sistemi di controllo della combustione, con miglioramenti nell'erogazione di potenza e riduzione dei consumi e dei livelli di inquinamento, i sistemi di controllo della frenata e della stabilità, i sistemi di ausilio alla guida per il mantenimento di distanza e di corsia con notevole impatto sulla sicurezza preventiva. Pertanto, la formazione dei tecnici direttamente coinvolti nel progetto delle nuove generazioni di sistemi automotive non può prescindere dalla conoscenza di nozioni, sia pure generali, sul funzionamento dei sistemi di controllo, necessarie per sfruttarne in pieno le potenzialità.

OBIETTIVI
Lo spirito formativo del corso è pertanto quello di introdurre ai tecnici non specializzati nel settore dei controlli le necessarie competenze per potersi interfacciare, in modo efficace, con gli specialisti nel processo di progetto di dispositivi automatici nella sua globalità.

PROGRAMMA

Prima giornata
09.00 Introduzione al problema del controllo automatico. Terminologia e concetti preliminari.
11.05 Pausa caffè 11.25 Introduzione ai sistemi dinamici e loro rappresentazioni matematiche. Soluzione di sistemi dinamici: il movimento dello stato e dell'uscita nei sistemi. La stabilità interna: definizione e risultati. 13.30 Pranzo
14.00 Rappresentazione mediante relazioni ingresso-uscita: la funzione di trasferimento. La stabilità esterna. La risposta in frequenza: definizione e proprietà.
15.35 Pausa caffè
15.55 Rappresentazioni grafiche della risposta in frequenza mediante diagrammi di Bode, diagrammi polari e diagrammi di Nyquist. Il criterio di Nyquist per lo studio della stabilità esterna dei sistemi retroazionati. 17.30 Conclusione.

Seconda giornata
09.00 Presentazione di una struttura tipica di sistema di controllo: segnali, f.d.t., notazioni e definizioni. I requisiti fondamentali di un sistema di controllo a controreazione. La stabilità nei sistemi di controllo con retroazione. Margini di stabilità.
11.05 Pausa caffè
11.25 La risposta in regime permanente di un sistema di controllo ad ingressi polinomiali e a disturbi additivi polinomiali. La sensibilità alle variazioni parametriche. 13.30 Pranzo
14.00 Requisiti di un sistema di controllo: definizione delle specifiche nei domini del tempo e della frequenza. La risposta transitoria di un sistema di controllo a controreazione.Relazioni tra la risposta al gradino e la risposta in frequenza in sistemi del 2° ordine.
15.35 Pausa caffè
15.55 Curve di T e S a modulo costante. Indicatori di margini di stabilità. La carta di Nichols. Esempi di traduzione di specifiche del transitorio.
17.30 Conclusione.

Terza giornata
09.00 Metodi di sintesi per tentativi basati sull'impiego della risposta in frequenza. Funzioni compensatrici elementari. Reti proporzionali, anticipatrici e attenuatrici.
11.05 Pausa caffè
11.25 Confronto dei risultati ottenuti con rete proporzionale, anticipatrice, attenuatrice. Cenni sull'attività del comando a causa del riferimento e/o di un disturbo sinusoidale. Realizzazione fisica di controllori analogici.
13.30 Pranzo
14.00 Analisi e progetto di controllori di tipo industriale: regolatori PID.
15.35 Pausa caffè
15.55 Introduzione al controllo digitale. Modello matematico del campionamento. Ricostruzione mediante filtro ideale.Tecniche di discretizzazione del controllore.
17.30 Conclusione. Prima giornata Seconda giornata Terza giornata

Quarta giornata
09.00 Esercitazione pratica: presentazione del caso e definizione dei requisiti; sviluppo della concezione di sistema ed architettura del controllo
11.05 Pausa caffè
11.25 Esercitazione pratica: progetto degli algoritmi di controllo, analisi delle prestazioni; simulazione numerica e verifica delle prestazioni.
13.30 Conclusione.

TESTI DI RIFERIMENTO
Testi di appoggio e di approfondimento su cui è possibile trovare i contenuti del corso sono: G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Feedback Control of Dynamic Systems, 5th Ed. Prentice Hall, 2006. Un testo di riferimento per il programma MatLab è: A. Cavallo, R. Setola, F. Vasca, La nuova guida a Matlab Simulink e Control Toolbox, Liguori, 2002.

MATERIALE DIDATTICO
Copia cartacea delle diapositive utilizzate durante il corso.