Dipartimento di Ingegneria e architettura Ingegneria informatica Controlli automatici ING-INF/04 (9 CFU) – (Ingegneria Informatica) Pds 2023-2024 – III anno

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Insegnamento Controlli Automatici
CFU 9
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/04
Nr. ore di aula 54
Nr. ore di studio autonomo 171
Nr. ore di laboratorio /
Mutuazione NO
Annualità III
Periodo di svolgimento I SEMESTRE
Docente Ruolo SSD docente
Giovanni Garraffa RTD ING-INF/04
* PO (professore ordinario), PA (professore associato), RTD (ricercatore a tempo determinato), RU (Ricercatore a tempo indeterminato), DC (Docente a contratto).
Propedeuticità Matematica Applicata
Prerequisiti Conoscenza delle leggi fondamentali della fisica (cinematica/dinamica), dell’elettrotecnica e dei modelli che le descrivono
Sede delle lezioni Facoltà di Ingegneria e Architettura
Orario delle lezioni

L’orario delle lezioni sarà pubblicato sull’Agenda WEB dell’Università degli Studi di Enna “Kore”:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/

Obiettivi formativi

Sapere analizzare i sistemi reali mediante un approccio basato su modelli matematici del sistema stesso e saperne valutare proprietà caratteristiche quali la stabilità, la controllabilità, l’osservabilità, il comportamento in regime permanente e transitorio. Conoscere le tecniche di base per la progettazione di controllori, da associare ad un sistema reale, che permettano all’intero sistema di conseguire predeterminate prestazioni statiche e dinamiche.

Contenuti del Programma
N. ARGOMENTO TIPOLOGIA DURATA
1 Introduzione al Corso. Frontale 2h
2 Modellistica dei sistemi e casi di studio Frontale 4h
3 Studio di modelli lineari e tempo-invarianti nel dominio del tempo. Rappresentazione nello spazio di stato e calcolo delle risposte. Frontale 8h
4 Cenni di teoria della stabilità Frontale 4h
5 Proprietà dei modelli: raggiungibilità, osservabilità, controllabilità Frontale 1h
6 Metodologie di analisi delle proprietà di raggiungibilità, osservabilità, controllabilità Frontale 1h
7 Trasformata e antitrasformata di Laplace Frontale 3h
8 Studio di modelli lineari e tempo-invarianti nel dominio di Laplace Frontale 4h
9 Diagrammi di Bode, risposta in frequenza, legami globali Frontale 3h
10 Metodologie per il tracciamento dei diagrammi di Bode Frontale 3h
11 Sistemi di controllo a catena aperta e catena chiusa Frontale 2h
12 Diagrammi polari e di Nyquist. Criterio di stabilità di Nyquist e di Bode Frontale 4h
13 Progettazione di controllori basati su reti di correzione nel dominio di omega Frontale 6h
14 Sintesi nello spazio di stato Frontale 3h
15 Osservatori dello stato Frontale 2h
16 Implementazione di controllori nel dominio di omega, casi di studio. Frontale 2h
17 Regolatori PID Frontale 2h
Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)

I risultati di apprendimento attesi sono definiti secondo i parametri europei descritti dai cinque descrittori di Dublino.

  1. Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Lo studente al termine del corso avrà conoscenza delle componenti dei sistemi di controllo e ne saprà valutare proprietà e prestazioni. Lo studente apprenderà inoltre le tecniche di base per la progettazione dei controllori.
  2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding): Lo studente sarà in grado di valutare le prestazioni dei sistemi di controllo in retroazione. Sarà inoltre in grado di definire le funzioni di trasferimento dei blocchi da inserire in un sistema di controllo per soddisfare le specifiche prestazionali di progetto.
  3. Autonomia di giudizio (making judgements): Lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi di un sistema reale, arrivare a capirne il suo funzionamento e valutarne le prestazioni, ma anche di determinare, a partire da una serie di specifiche, le reti di correzione atte all’implementazione di strategie di controllo.
  4. Abilità comunicative (communication skills): Lo studente acquisirà la capacità di comunicare ed esprimere problematiche inerenti all’oggetto del corso. Sarà in grado di sostenere conversazioni su tematiche relative alle proprietà dei sistemi dinamici e alla progettazione e analisi delle prestazioni dei sistemi di controllo.
  5. Capacità di apprendere (learning skills): Lo studente saprà integrare le conoscenze al fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse all’analisi dei sistemi di controllo individuando eventuali correttori.
Testi per lo studio della disciplina

“Fondamenti di Controlli Automatici 4/ed” – Bolzern-Scattolini-Schiavoni – McGraw Hill, 2015, ISBN 9788838668821.

https://www.mheducation.it/fondamenti-di-controlli-automatici-4-ed-9788838668821-italy

Materiale integrativo fornito dal docente.

Metodi e strumenti per la didattica

All’interno del corso sono previste simulazioni di modelli matematici e controllori effettuate con l’ausilio del calcolatore elettronico.

 

La frequenza dell’insegnamento è fortemente consigliata ma non obbligatoria.

Modalità di accertamento delle competenze

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento delle conoscenze, competenze e abilità in accordo con i descrittori di Dublino. Il voto sarà dato in trentesimi e varierà da 18/30 a 30/30 con lode. L’accertamento delle competenze si basa su un esame espletato solamente tramite una prova orale durante la quale potrà anche essere richiesto al candidato lo svolgimento di esercizi relativi ai contenuti appresi durante il corso.

 

Il voto sarà espresso, secondo il seguente schema di valutazione:

  • Ottimo (30-30 e lode): Ottima conoscenza e comprensione degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.
  • Molto buono (26-29): Ampia conoscenza e comprensione degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.
  • Buono (24-25): Buona conoscenza e comprensione degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.
  • Discreto (21-23): Discreta conoscenza e comprensione degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.
  • Sufficiente (18-20): Conoscenza minima degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.
  • Insufficiente: Manca di una conoscenza accettabile degli argomenti riguardanti la modellistica, l’analisi prestazionale dei sistemi, le proprietà caratteristiche e le tecniche di progettazione di controllori.

 

Date di esame

Le date degli esami saranno pubblicata sull’Agenda WEB dell’Università degli Studi di Enna “Kore”:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore/

Modalità e orario di ricevimento

Gli orari di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente raggiungibile da:

https://unikore.it/facolta/facolta-di-ingegneria-e-architettura/docenti/

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