Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Colaneri Patrizio

Appunti di fondamenti di automatica. Argomenti: teoria dei sistemi dinamici, stabilità e autovalori, trasformata di Laplace, funzione di trasferimento, bode, sistemi retroazionati, nyquist, luogo radici, sistemi a tempo discreto, trasformata z, regolatori, pid, controllo digitale, controllo ibrido.

Appunti completi delle esercitazioni tenute con l'esercitatore RUIZ PALACIOS FREDY ORLANDO (40 ore) durante il corso 2019/20 di Fondamenti di Automatica del prof. PATRIZIO COLANERI del politecnico di Milano per il corso di laurea in ingegneria elettrica. Argomenti trattati nel corso: 1. Introduzione ai problemi di controllo 1.1. Finalità del controllo automatico 1.2. Esempi di problemi di controllo in ambito ingegneristico (processi meccanici, elettrici, termici, chimici, ...) 1.3. Prestazioni dei sistemi di controllo (in transitorio e a regime) 1.4. Tipologie ed elementi costitutivi dei sistemi di controllo (anello aperto, anello chiuso, compensazione, regolatori, trasduttori, attuatori) 2. Modelli dinamici 2.1. Generalità sui sistemi dinamici: descrizione, classificazione, stabilità 2.2. Sistemi lineari: modelli temporali e funzioni di trasferimento, sovrapposizione degli effetti e stabilità 2.3. Risposta allo scalino (con particolare riferimento ai sistemi del 1° e del 2° ordine), schemi a blocchi 2.4. Sistemi non lineari: linearizzazione attorno a un punto di equilibrio 2.5. Descrizione matematica di alcuni processi introdotti al punto 1.2 3. Risposta in frequenza 3.1. Definizione di risposta in frequenza e sue proprietà, connessioni con la funzione di trasferimento 3.2. Rappresentazione mediante diagrammi polari e di Bode 3.3. Relazioni tra la risposta in frequenza e le risposte temporali 4. Analisi e progetto di sistemi di controllo 4.1. Requisiti dei sistemi di controllo: stabilità, precisione, insensitività ai disturbi, robustezza 4.2. Analisi della stabilità dei sistemi di controllo: criterio di Nyquist e criterio di Bode, luogo delle radici 4.3. Analisi delle prestazioni dei sistemi di controllo e loro dipendenza dalla funzione di trasferimento d'anello 4.4. Introduzione al progetto di regolatori basato sul criterio di Bode e di compensatori 4.5. Applicazione ai problemi di controllo introdotti al punto 1.2 5. Regolatori industriali standard 5.1. Regolatori PID: generalità, problemi realizzativi e metodi di taratura 5.2. Regolatori a relé: generalità e criteri di scelta 5.3. Applicazione ai problemi di controllo introdotti al punto 1.2 e confronto con i risultati del punto 4.5 6. Controllo digitale 6.1. Struttura e descrizione dei sistemi di controllo digitale (convertitori A/D e D/A) 6.2. Scelta del periodo di campionamento 6.3. Realizzazione digitale di regolatori analogici 6.4. Applicazione ai problemi di controllo introdotti al punto 1.2 e confronto con i risultati dei punti 4.5 e 5.3