Fondamenti di Automatica (per Ing. Biomedica)
Programma del corso
Il programma del corso si articola nei seguenti argomenti:
- Sistemi dinamici a tempo continuo. I concetti di segnale e sistema. Introduzione ai sistemi dinamici. Rappresentazione di stato. Scelta delle variabili di stato. Ordine. Movimento. Equilibrio. Sistemi dinamici lineari invarianti. Movimento libero e forzato. Sovrapposizione degli effetti. Sistemi non lineari: linearizzazione.
- Stabilità. Stabilità di movimenti ed equilibri. Stabilità dei sistemi lineari invarianti. Criteri di stabilità. Criterio di Routh. Stabilità degli stati di equilibrio di sistemi non lineari.
- Analisi nel dominio delle trasformate. Trasformata di Laplace. Sviluppo di Heaviside. Funzione di trasferimento. Risposte a segnali canonici. Approssimazione a poli dominanti. Schemi a blocchi: collegamenti in serie, parallelo e retroazione. Stabilità di schemi a blocchi.
- Risposta in frequenza. Definizione di risposta in frequenza e proprietà. Connessioni con la funzione di trasferimento. Rappresentazioni grafiche della risposta in frequenza: diagrammi polari e di Bode. Ritardo unitario. Interpretazione dei sistemi dinamici come filtri.
- Analisi dei sistemi retroazionati. Introduzione ai sistemi retroazionati. Stabilità di sistemi retroazionati. Criterio di Nyquist con estensioni. Robustezza della stabilità: margine di fase e margine di guadagno. Criterio di Bode. Analisi delle prestazioni di sistemi retroazionati: analisi dinamica (pulsazione naturale e smorzamento dei poli dominanti), analisi statica (segnali canonici e sinusoidali).
- Progetto del regolatore. Introduzione al problema di progetto. Requisiti dei sistemi di controllo: stabilità, precisione statica e dinamica, insensitività ai disturbi, robustezza. Introduzione al progetto di regolatori mediante loop-shaping e di compensatori. Progetto per sistemi a fase minima.
- Cenni ai segnali e sistemi a tempo discreto.
Lezioni
- Presentazione del corso
- I sistemi dinamici
- I sistemi lineari tempo-invarianti
- Linearizzazione
- Stabilità
- Stabilità e autovalori
- Criteri di stabilità
- La trasformata di Laplace nell'analisi di sistemi lineari tempo-invarianti
- L'antitrasformata di Laplace
- Funzione di trasferimento
- Schemi a blocchi
- Risposte a ingressi canonici
- Risposta in frequenza
- Diagrammi di Bode
- Diagrammi polari
- Azione filtrante dei sistemi dinamici
- Sistemi di controllo
- Stabilità di sistemi retroazionati
- Robustezza della stabilità
- Analisi dinamica di sistemi retroazionati
- Analisi statica di sistemi retroazionati
- Progetto del regolatore
- Esempi di progetto del regolatore
- Sistemi e segnali a tempo discreto
Contattare via e-mail il docente per richiedere le lezioni non più disponibili.
Esercizi (PDF)
(disponibili anche in formato ZIP
(0.3 MByte))
- Sistemi dinamici (analisi nel dominio del tempo):
1 ( s ),
2 ( s ),
3 ( s ),
4 ( s ),
5 ( s ),
6 ( s ),
7,
8,
9 ( s )
- Funzione di trasferimento:
1 ( s ),
2 ( s ),
3 ( s )
- Schemi a blocchi:
1 ( s ),
2 ( s ),
3 ( s ),
4 ( s ),
5 ( s ),
6 ( s )
- Sistemi dinamici (analisi nel dominio della frequenza):
1 ( s ),
2 ( s ),
3 ( s )
- Analisi di sistemi retroazionati:
1,
2 ( s ),
3 ( s )
- Progetto del regolatore:
1,
2
- Controllori industriali:
1,
2,
3,
4
- Controllo digitale:
1 ( s ),
2
Temi d'esame
Software e materiale didattico
