Luigi Piroddi

Fondamenti di Automatica (per Ing. Biomedica)

Programma del corso

Il programma del corso si articola nei seguenti argomenti:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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).
  6. 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.
  7. Cenni ai segnali e sistemi a tempo discreto.

Lezioni

  1. Presentazione del corso
  2. I sistemi dinamici
  3. I sistemi lineari tempo-invarianti
  4. Linearizzazione
  5. Stabilità
  6. Stabilità e autovalori
  7. Criteri di stabilità
  8. La trasformata di Laplace nell'analisi di sistemi lineari tempo-invarianti
  9. L'antitrasformata di Laplace
  10. Funzione di trasferimento
  11. Schemi a blocchi
  12. Risposte a ingressi canonici
  13. Risposta in frequenza
  14. Diagrammi di Bode
  15. Diagrammi polari
  16. Azione filtrante dei sistemi dinamici
  17. Sistemi di controllo
  18. Stabilità di sistemi retroazionati
  19. Robustezza della stabilità
  20. Analisi dinamica di sistemi retroazionati
  21. Analisi statica di sistemi retroazionati
  22. Progetto del regolatore
  23. Esempi di progetto del regolatore
  24. 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))

Temi d'esame

Software e materiale didattico