Fondamenti di automatica (modulo 1)

Automazione

L'automatica studia gli strumenti utili per svolgere un compito automaticamente senza l'intervento dell'uomo. I controlli automatici studiano tecniche volte a studiare l'intervento umano per modificare il comportamento di un dato sistema.

Specifiche di progetto

Le specifiche di progetto si dividono in:

• Funzionali: specificano le funzioni del progetto
• Prestazionali: descrivono il comportamento desiderato del sistema da progettare. Esse si suddividono in:
  • Statica (a regime), un esempio potrebbe essere la temperatura a regime dell'estrusore di una stampante 3D
  • Dinamica (transitorio), un esempio potrebbe essere il tempo impiegato per raggiungere il valore di regime della temperatura

L'ideatore del progettista, e forse in modo che tutte specifiche dell'appaltatore, vengano rispettate costruendo il sistema di controllo.

Base

Un sistema è un complesso di elementi opportunamente collegati fra di loro, in cui è possibile distinguere delle grandezze soggette a variazioni nel tempo. Queste grandezze si dicono variabili del sistema. Quando si utilizzano equazioni per descrivere le interazioni tra le parti del sistema e delle variabili, allora si parla di modello matematico o più semplicemente modello.

Orientamento del modello (o del sistema)

L'individuazione di cause ed effetti: dato un fenomeno, si dice orientamento del modello (o del sistema). Le cause si dicono anche ingressi: u_i(t) del sistema in numero pari; ad m. Invece gli effetti si dicono anche uscite y_i(t) del sistema in numero pari: ad m.

Esempio:
u₁(t) –> S –> y₁(t)
u₂(t) –> S –> y₂(t)
(Sistema ha 2 ingressi (o cause) e 3 uscite (o effetti))

Gli ingressi si possono definire in 2 modi:

1. Ingressi manipolabili o semplicemente ingressi. Si indicano con u_i(t)
2. Ingressi non manipolabili o disturbi, ad esempio la temperatura della stanza. Si indicano con d_i(t)

Riferendoci all'esempio precedente avremo:
d₁(t) –> S –> y₁(t)
d₂(t) –> S –> y₂(t)

Adesso prendiamo un serbatoio, in cui c'è un liquido, con una sezione A e un foro in cui dreniamo il liquido.

Dati:
a e A sono dei parametri in m²
a è la portata del liquido in ingresso [m³/s]
h è il livello del liquido

Orientamento di ingressi e uscite:
Portata in ingresso, controllabile dall'utilizzatore del serbatoio
Pressione della pompa
Se si indica la portata che liberamente esce dal foro, allora

Automazione

L'automatica studia gli strumenti utili per svolgere un compito automaticamente senza l'intervento dell'uomo. I controlli automatici studiano tecniche, volte a studiare l'intervento umano per modificare il comportamento di un dato sistema.

Specifiche di progetto

Le specifiche di progetto si dividono in:

• Funzionali: specificano le funzioni del progetto
• Prestazionali: descrivono il comportamento desiderato del sistema da progettare. Esse si dividono in:
  • Statica (a regime), un esempio potrebbe essere la temperatura a regime dell'estrusore di una stampante 3D
  • Dinamica (transitorio), un esempio potrebbe essere il tempo impiegato per raggiungere una certa temperatura.

L'utilità del progettista, è fare in modo che tutte specifiche vengano rispettate costruendo il sistema di controllo.

Base

Un sistema è un complesso di elementi opportunamente collegati fra di loro, in cui è possibile distinguere delle grandezze soggette a variazioni nel tempo. Queste grandezze si dicono variabili.

Quando si utilizzano equazioni per descrivere le interazioni tra le parti del sistema e delle variabili, allora si parla di modello matematico o più semplicemente modello.

Orientamento del modello (o del sistema)

L'individuazione di cause ed effetti: di un dato fenomeno, si dice orientamento del modello (o del sistema). Le cause si dicono anche ingressi: u_i(t) del sistema in numero pari ad m. Invece gli effetti si dicono anche uscite: y_i(t) del sistema, in numero pari ad m. Esempio: il sistema ha 2 ingressi (o cause) e 3 uscite (o effetti).