Curriculum Vitae di LAURA GIARR´E

Transcript

Curriculum Vitae
di
LAURA GIARRÉ
Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Elettronica e
delle Telecomunicazioni(DIETT)
Università di Palermo
Viale delle Scienze
90128 PALERMO
E-mail: [email protected]
Web: http://www.unipa.it/˜ giarre
I disagree with the claim that we don’t do anything useful. First of all the main mission of
the university is to teach analysis, critical thinking, and creativity. To achieve this goal
successfully, I believe, that there must be research that is not bound completely by the desires and
requirements of the society. It should draw inspiration from life, in all its forms, and in all its complexity. That’s why in a university, people study poetry, literary criticism, cosmology, and yes, even
pornography. The product of the university is the educated, analytical student, and not a transistor
radio. Maybe a transistor radio can come out, and indeed it did, from a university research environment, but that is not the intended product it was just a nice byproduct. I try to model myself, if i
can, after the young English teacher in David Lodge book. I argue constantly against my engineering
colleagues in support of free thinking research in all aspects of university life including engineering.
I hate to think of the university as a factory. If it turns into one I will take a very early
retirement. 1
1 From Legacy of M. Dahleh, by M. A. Dahleh in MULTIDISCIPLINARY RESEARCH IN
CONTROL Eds. L. Giarré and B. Bamieh, Springer-Verlag,, 2003.
C.V. Laura Giarré
ii
Indice
1 - Dati Personali
iii
2 - Formazione
iii
3
iv
- Carriera Universitaria e Attività Lavorativa
4 - Attività didattica
4.1
v
Corsi Universitari presso Universitá Italiane . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
v
4.1.1
Dottorato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
4.2
Corsi Universitari presso Universitá Straniere . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
4.3
Esercitazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
4.4
Tesisti e dottorandi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
4.5
Seminari Invitati e altre attività didattiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
vi
5 Attività professionale e organizzativa
ix
5.1
Comitato di Programma Conferenze Internazionali (IPC) . . . . . . . . . . .
ix
5.2
Conferenze, Eventi scientifici, Sessioni invitate . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ix
5.3
Attivitá Editoriale e Riconoscimenti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
x
5.4
Attivitá Organizzativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
x
6 - Attività scientifica
xii
6.1
Collaborazioni scientifiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xii
6.2
Progetti finanziati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xii
6.2.1
Coordinamento di Progetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xii
6.2.2
Partecipazione a Progetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
6.3
Progetti presentati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xv
6.4
Altri progetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xv
6.5
Aree di competenza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi
7 Elenco delle pubblicazioni su rivista, commentato.
xxiii
8 - Elenco completo delle pubblicazioni
xxix
C.V. Laura Giarré
1
iii
- Dati Personali
• Nata a Firenze il 14 Luglio 1960
• Cittadina Italiana
• c.f. GRRLRA60L54D612M
• Residente a Firenze, piazza della Costituzione 1, cap. 50129
• Domiciliata a Palermo, Via E. Franco 6, cap. 90128
• tel. 329 - 3173773
2
- Formazione
• Dottore di Ricerca in Ingegneria dei Sistemi (Automatica), con titolo conferito il 10
Luglio 1992.
• Abilitazione alla professione di Ingegnere, sessione di Aprile 1987.
• Laurea in Ingegneria Elettronica presso il Dipartimento di Sistemi e Informatica (DSI),
Università di Firenze il 17 Dicembre 1986 con voto 110/110 e lode.
• Diploma di Maturità Scientifica nel 1979 con voto 60/60.
C.V. Laura Giarré
3
iv
- Carriera Universitaria e Attività Lavorativa
• Posizione Attuale:
Professore di II fascia (ING-INF/04 (ex K04X), Automatica), presso il Dipartimento di
Ingegneria Elettrica, Eletrronica e delle Telecomunicazioni (DIETT) (in cui é coonfluito
dal gennaio 2011 il DIAS (Dip.di Ingegneria dell’Automazione e dei Sistemi) della
Facoltà di Ingegneria, Università di Palermo dal 1 Novembre 1998, confermata dal
2001.
• Professore visitatore presso la University of California at Santa Barbara (UCSB), USA
al Center for Control Engineering and Computation (CCEC) per vari periodi: 2006
(Winter Quarter), 2000, 1999 (Winter quarter, Spring quarter), 1997 (Fall quarter) e
1996 .
• Ricercatore (ex gruppo concorsuale I24) settore scientifico disciplinare K04X, Automatica, presso il Dipartimento di Automatica e Informatica (DAI) del Politecnico di
Torino, dal Febbraio 1993 all’Ottobre 1998, confermato dal Febbraio 1996.
• Collaboratore Tecnico VII livello (area Tecnico-Scientifica e Socio-Sanitaria) presso il
DSI, Università di Firenze, dal Novembre 1991 al Gennaio 1993. Nel Settembre 1996
riconosciuto Funzionario Tecnico (VIII livello), retroattivamente dal Dicembre 1991.
• Studente di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dei Sistemi (sede amministrativa Università di Bologna, sedi consorziate Università di Firenze e Università di Padova), IV
ciclo, dal Novembre 1988 all’ Ottobre 1991.
• Collaboratore con la ditta AXIS presso il DSI, Università di Firenze, dal Marzo 1988
all’Ottobre 1988.
• Assistente alla Ricerca presso il Servizio Studi e Ricerche della Società Autostrade, dal
Febbraio 1987 al Marzo 1988.
C.V. Laura Giarré
4
4.1
v
- Attività didattica
Corsi Universitari presso Universitá Italiane
Nella tabella 4.1 si intende con DR (Dottorato di Ricerca) LM la Laurea Magistrale, L la
Laurea triennale, LS NO la Laurea Specialistica Nuovo ordinamento (NO), con L VO la
Laurea Vecchio Ordinamento (VO), con Dipl. VO il Diploma Vecchio Ordinamento, con L1
NO la Laurea Triennale Nuovo Ordinamento e con Diploma Teledidattico Nettuno. Con PA
si intende Palermo, FI, Firenze, VC, Vercelli.
Corso
Ident. e An. dei Dati
Laboratorio di Automatica e Azionamenti Elettrici
Controlli Automatici
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Teoria dei Sistemi
Tipo
LM
LM
LM
LM
L
LM
LM
LM
DS
LM
LM
LM
L
L
LM
LM
L
LM
LM
L
LS
LS
L
LS NO
LS NO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L1 NO
L1 NO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
L VO
Dipl. VO
Tabella 1: Attivitá didattica
A.A
2011-12
2011-12
2011-12
2011-12
2011-12
2010-11
2010-11
2010-11
2010-2011
2009-10
2009-10
2009-10
2009-10
2009-10
2008-09
2008-09
2008-09
2007-08
2007-08
2007-08
2006-07
2006-07
2006-07
2004-05
2004-05
2004-05
2004-05
2003-04
2003-04
2003-04
2002-03
2002-03
2002-03
2002-03
2002-03
2002-03
2002-03
2002-03
2001-02
2001-02
2001-02
2000-01
2000-01
2000-01
1997-1998
1996-1997
Sede
PA
PA
PA
FI
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
PA
VC
Ivrea
Corso di Laurea
Informatica,
Automatica
Telecomunicazioni
Elettrica e dell’Automazione
Informatica e telecomunicazion
Informatica,
Automatica
Telecomunicazioni
Automatica e Matematica
Informatica,
Automatica
Telecomunicazioni
Informatica
Telecomunicazioni
Informatica,
Automatica
Informatica
Informatica,
Automatica
Informatica
Informatica,
Automatica
Informatica
Informatica,
Automatica
Informatica,
Elettronica
Gestionale,
Informatica,
Elettronica
Gestionale,
Informatica,
Elettronica
Informatica
Informatica
Elettronica,
Gestionale,
Informatica,
Elettronica,
Gestionale,
Informatica
Elettronica,
Gestionale,
Informatica
Meccanica
Informatica
C.V. Laura Giarré
4.1.1
vi
Dottorato
Ha organizzato per la Scuola Nazionale SIDRA di Dottorato di Bertinoro, Scuola SIDRA
di Dottorato, Bertinoro la I parte 11-13 luglio 2011 Ottimizzazione distribuita e teoria dei
giochi insieme a G. Calafiore.
Nel 2011 ha tenuto un corso di 20 ore di Sistemi Dinamici per il dottorato in Dottorato di
Matematica ed Automatica per lInnovazione Scientifica e Tecnologica.
Nel 2011 ha tenuto delle lezioni sui Problemi del Consenso nell’ambito del corso interdottorato
Teoria dellottimizzazione e applicazioni, presso la Universit di Palermo
4.2
Corsi Universitari presso Universitá Straniere
• Mini-Corso per scuola di dottorato DISC Summer School on “Identification and Control
of Linear Parameter-Varying Systems” June 26-29, 2006, Koningshof, Veldhoven, The
Netherlands.
• Graduate course “Advanced Topics in Systems and Control Theory”, Mechanical Engineering, University of California, Santa Barbara, (USA), Spring 1999.
4.3
Esercitazioni
Negli anni 1993-1998 (ricercatore presso il Politecnico di Torino) ha svolto attivitá di esercitatore per vari corsi del settore dell’Automatica (Teoria dei sistemi, Controlli Automatici,
Controllo dei Processi).
4.4
Tesisti e dottorandi
• All’interno dell’attività didattica ha seguito numerosi laureandi per tesi di laurea (sia
VO che NO) su argomenti di controllo predittivo, identificazione robusta, dinamiche di
sistemi nonlineari, identificazione per il gain scheduling, Controllo della Congestione,
sistemi multiagente, presso le varie sedi: Università di Firenze, Politecnico di Torino,
Facoltà di Torino e di Vercelli, Università di Palermo.
• Fa parte del Collegio dei Docenti del Dottorato in MATEMATICA ED AUTOMATICA
PER LINNOVAZIONE SCIENTIFICA E TECNOLOGICA dell’Università di Palermo.
• Ha seguito il Dottorando D. Bauso, dottore di ricerca nel 2004 e Ricercatore Mat-09
nel 2005.
• E’ tutore di R.Badalamenti, che ha cominiciato nel gennaio 2011.
4.5
Seminari Invitati e altre attività didattiche
Internazionali
• Resource Sharing in WiFi Infrastructure Networks and Infrastructure-less Ad-Hoc Networks, Seminario Invitato presso il The 2011 Santa Barbara Control Workshop: Decision, Dynamics and Control in Multi-Agent Systems, UCSB, Santa Barbara, giugno
2011.
• Resource sharing optimality in WiFi infrastructure networks, Seminario Invitato, Imperial College, London, Novembre 2010.
• Resource sharing optimality in WiFi infrastructure networks, Seminario Invitato, MIT,
Cambridge, Novembre 2009.
• Model Identification, validation and reduction for systems biology, Seminario Invitato,
Inria, Paris, Aprile 2009.
C.V. Laura Giarré
vii
• The Role of the Access Point in Wi-Fi Networks with Selfish Nodes- A game theoretical
approach, Seminario Invitato, Inria, Paris, Aprile 2009.
• Distributed Consensus in network of Dynamic agents, Seminario Invitato, NTNU,
Trondheim, NO, 11 gennaio 2007.
• Identification and model validation in Systems Biology, Seminario Invitato, University
of California at Santa Barbara, 11 dicembre 2006.
• Distributed Consensus in network of Dynamic agents, Seminario Invitato, MIT, Cambridge, MA, 5 ottobre 2006.
• Distributed Consensus in network of Dynamic agents, Seminario Invitato,Iowa State
University, 22 settembre 2006.
• Distributed Consensus in network of Dynamic agents, Seminario Invitato, University
of California at BERKELEY, 20 marzo 2006.
• Cooperative Control, Seminario Invitato, University of California at Santa Barbara, 10
febbraio 2006.
• Distributed Consensus Protocols for Coordinating Buyers, Seminario invitato a Workshop ACTRA, Villa Mondragone, giugno 2004.
• Some Methodologies for nonlinear systems identification, Seminario speciale presso il
MIT, Boston (USA), Ottobre 2002.
• “Worst case identification of approximated Hammerstein models”, Seminario Invitato
al Uncertain Dynamical Systems Workshop of the IFAC Technical Committee on Robust
Control, Cascais (P), luglio 2002.
• Analysis of observed chaotic data , CCEC, University of California, Santa Barbara,
Settembre 1996.
Italiani
• The Role of the Access Point in Wi-Fi Networks with Selfish Nodes- A game theoretical
approach, Politecnico di Torino, Torino, 2009.
• Scuola SIDRA di Dottorato, Problemi di consenso in presenza di rumore UBB e
applicazioni, Bertinoro, Luglio 2007.
• Scuola Avanzata Giovanni Zappa su TECNICHE ROBUSTE E DI OTTIMIZZAZIONE
PER SISTEMI DI CONTROLLO AD ALTE PRESTAZIONI, Problemi di consenso
distribuito in reti dinamiche di agenti, Università di Parma, Novembre 2006.
• Miniscuola per dottorandi nell’ambito del Dottorato in Ingegneria della Produzione, Applicazioni di Teoria dei giochi a problemi di mercato, Università di Palermo, Novembre
2003.
• Protocolli distribuiti di consenso Universitá di Napoli, Maggio 2003.
• Some Methodologies for nonlinear systems identification, Politecnico di Torino, Aprile
2003.
• Nuove metodologie per l’identificazione di sistemi complessi: Modelli LPV, NARMAX
e HAMMERSTEIN WIENER, Dip. di Ingegneria, Università di Ferrara, Novembre
2001.
• Identificazione orientata al controllo gain-scheduling, DAI, Politecnico di Torino, Torino, Novembre 1999.
• Nuove metodologie di identificazione per sistemi complessi, DIAI, Università di Palermo,
Palermo, Settembre 1999.
• Corso di Controllo Digitale presso la Electronic Systems, Novara (ore 30), 1998.
C.V. Laura Giarré
viii
• Analisi di serie temporali caotiche: introduzione e problematiche di ricostruzione, DAI,
Politecnico di Torino, Torino, Novembre 1996.
• Identificazione H∞ e valutazione della qualità del modello, DSI, Università di Firenze,
Firenze, Febbraio 1995.
C.V. Laura Giarré
5
ix
Attività professionale e organizzativa
5.1
Comitato di Programma Conferenze Internazionali (IPC)
• È vice-chair della conferenza SING 6, under the auspices of IEEE, Palermo, luglio 2010.
• È stata membro dell’International Progam Committee di IFAC Necsys, Annecy, 2010.
• È membro dell’International Progmam Committee della IEEE Multi-conference on
Systems and Control (MSC201), Tokio, Japan, 2010.
• È membro dell’International Progmam Committee della IEEE Region 8 Conference,
MELECON 2010, La Valletta, Malta, 2010.
• È membro dell’International Progam Committee della IEEE Workshop on Health Care
Management (WHCM), Venice, Italy, 2010.
• È stata membro dell’International Progam Committee di IFAC Necsys, Venezia, 2009.
• È stata membro dell’International Progam Committee della II Conference on Interdisciplinary Education. Athens, 2006.
• È stata membro dell’ International Program Committee della conferenza 14th Mediterrean Conference on Control and Automation, Ancona, 2006.
• È stata membro dell’ International Program Committee della conferenza IEEE Second
International Symposium on Communications, Control and Signal Processing, Marrakesh, 2006.
• È stata membro dell’ International Program Committee della conferenza IFAC SYmposium on System IDentification, 2000.
5.2
Conferenze, Eventi scientifici, Sessioni invitate
• Ha co-organizzato la sessione invitata dal titolo ”Unveiling the Unknown Structure of
a Network System”, al CDC 2011.
• È stata chair del luncheon delle Women in Control, al CDC 2009.
• Ha organizzato la sessione invitata dal titolo “Network System: Control, Estimation
and Communication Problems” al convegno SIDRA, Siracusa, 2009.
• Ha organizzato la sessione invitata dal titolo “Networks: estimation and control ” al
convegno IEEE ISCCSP, Malta, 2008.
• Ha co-organizzato la sessione invitata dal titolo “Systems Biology” al convegno SIDRA
di Genova, 2007.
• Ha organizzato la sessione invitata dal titolo “Systems Biology” alla conferenza IEEE
Mediterrean Conference on Control and Automation, 2006
• Ha co-organizzato la Sessione Poster per dottorandi del Convegno CIRA Tropea, 2005.
• Ha co-organizzato la Sessione Poster per dottorandi del Convegno CIRA Cagliari, 2004.
• Ha organizzato la sessione invitata dal titolo “Quality of Service and Control of Network” per il First IEEE Symposium on Control, Communications and Signal Processing, marzo 2004.
• Ha co-organizzato la Sessione Poster per dottorandi del Convegno CIRA Modena, 2003.
• Ha organizzato con i prof B. Bamieh (UCSB) e M. Khammash (Iowa State University),
un simposio internazionale The Mohammed Dahleh Symposium, che si è tenuto nel
febbraio 2002 presso l’University of California at Santa Barbara.
C.V. Laura Giarré
x
• Ha organizzato una sessione invitata dal titolo “Linear Parameter Varying systems:
identification for gain scheduling control ECC 2001, Porto, Portogallo di cui è stata
chairperson.
• Ha organizzato una sessione invitata dal titolo “Dynamical Systems Methods in the
Control of Mechanical Systems” per il 37th IEEE Conf. on Decision and Control,
Tampa, Florida, 1998, di cui è stata co-chairperson.
5.3
Attivitá Editoriale e Riconoscimenti
• Membro del IEEE CSS Technical committee on System Biology, dal 2007.
• Membro del IEEE CSS Technical committee on Identification and Adaptive Control,
dal 2006.
• Membro dell’Editorial Board di Systems and Control Letters dal 2001.
• Senior member dell’IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) dal
1999.
• Ha svolto attività di revisore per varie riviste e congressi internazionali, tra cui:
– IEEE Transaction on Automatic Control, Automatica, IEEE Transactions on Circuits and Systems I , II, IEEE Transactions on Control Systems Technology, International Journal of Control, International Journal of Robust and Nonlinear
Control, SIAM Journal on Control and Optimization, International Journal on
Adaptive Control, Physica A;
– IEEE Control Conf. on Decision and Control, IFAC European Control Conference, IFAC SYmposium on System Identification, IEEE American Control Conference, IEEE CCA, IEEE Mediterrean conference, IFAC World Conference, IEEE
ISCCSP, IFAC NecSys
5.4
Attivitá Organizzativa
• È vice-direttore del Dipartimento, gennaio 2010.
• È stata membro di commissione per concorso finale di dottorato a Torino, 2009.
• È stata membro di commissione per concorso finale di dottorato a Cosenza, 2009.
• È stata membro di commissione per concorso di ricercatore di Automatica presso
l’Università di Udine, 2008.
• È stata membro di commissione di conferma di Associato, 2005.
• È stata membro di commissione per concorso di ricercatore di Automatica presso
l’Università di Padova, 2005.
• È stata membro di commissione per concorso di associato di Automatica presso l’Universita’ Mediterranea della Calabria, 2005.
• È stata membro di varie commissioni per conferimento del titolo di Dottore di Ricerca (settore Automatica) (Politecnico di Torino, Universitá di Palermo, Universitá di
Firenze).
• È stata membro del committee per conferimento del titolo di Ph.D. presso l’University
of California at Santa Barbara, 1999.
• È stata membro di commissione per concorso di ricercatore CNR di Automatica (Palermo), 2000.
• È stata tutor di studenti post-laurea stagisti presso varie aziende nazionali.
• È stata delegata dal preside per i contatti con la Danieli S.P.A e l’Universitá di Palermo
C.V. Laura Giarré
xi
• È stata membro della Commissione Esigenze e Obiettivi per il Corso di Laurea in
Ingegneria Informatica.
C.V. Laura Giarré
6
xii
- Attività scientifica
6.1
Collaborazioni scientifiche
L’attività scientifica si è svolta in collaborazione con ricercatori dell’Università di Firenze
(E. Mosca, G. Zappa, L. Chisci, M. Basso, A. Tesi, G. Innocenti), dell’Università di Siena
(A. Garulli), dell’Università della Calabria (A. Casavola), del Politecnico di Torino (M. Milanese, M. Taragna e S. Malan), della Universitá di Palermo (T. Raimondi, D. Bauso, M.
Beccali, M. Cellura, V. Lo Brano, A. Orioli, I. Tinnirello), della Università di Venezia (R.
Pesenti), dell’INRIA-Sophia Antipolis (F) (G. Neglia), della University of California at Santa
Barbara (USA) (M. Dahleh, I. Mezić, B. Bamieh, A. Daniele, M.Khammash), dell’University of Minnesota, (USA) ( M. Salapaka, D. Materassi), dell’Università di Varsavia (Polonia)
(B. Kacewicz), del Massachussets Institute of Technology, MIT, (USA) (M.A. Dahleh), dell’Univeristy of Illinois, (S. Salapaka), della Norwegian University of Science and Technology
(Norway) (M.L. Jaccheri), dell’Imperial college of London (GB) (P. Falugi).
6.2
Progetti finanziati
Ha partecipato o coordinato i seguenti progetti italiani e internazionali:
6.2.1
Coordinamento di Progetti
• Coordinatore della unitá di Palermo per il progetto tematico Erasmus: ”ESTIA-EARTH,
To Sustain the Womens Careers as Academics, Researchers and Professionals in Engineering, Computers and Sciences”. ESTIA-Net is a programme of the European Commission/ Directorate General for Education & Culture/ Higher Education: SocratesErasmus Thematic Networks.2008-2011. ESTIA-Net is coordinated by the National
Technical University of Athens, Greece.
• Collaboratore al progetto ”Komputer + Kunst = Kjrlighet”, principal investigator
Letizia Jaccheri, NTNU, Trondheim, Norway. The Project is aimed at encouraging
students of age 13 to 15 to work in meaningful cooperative projects with the goal of
producing novel forms of new media art. The project try to contribute to strengthen
the knowledge and the interest for science and technology.
• Coordinatore della Unitá di Palermo alla progetto tematico Erasmus 3: ”ESTIA-NET
Opening up Electical Engineering, Compter Technologies and Applied Sciences to Succesfull Women Careers” ESTIA-Net is a programme of the European Commission/
Directorate General for Education & Culture/ Higher Education: Socrates-Erasmus
Thematic Networks. 2005-2006. ESTIA-Net is coordinated by the National Technical
University of Athens, Greece.
• Progetto di collaborazione scientifica “Complex Systems Identification”, tra l’Università
di Palermo, Responsabile Scientifico L. Giarré e il Massachussets Institue of Technology,
Responsabile Scientifico M.A. Dahleh, 2003.
• Progetto di collaborazione scientifica “Robust Identification and Control for smart
structures with applications to micro-electro-mechanical-systems”, tra l’Università di
Palermo, Responsabile Scientifico L. Giarré e il Center for Control Engineering and
Computation, University of California at Santa Barbara, Responsabile Scientifico B.
Bamieh, 2000.
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, Giochi dinamici per
applicazioni di reti: approccio secondo l’algoritmo di consenso Responsabile scientifico
L. Giarré, Università di Palermo, 2007.
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, Problemi di consenso
in reti multiagenti: effetti della presenza di disturbi non noti ma limitati in norma
Responsabile scientifico L. Giarré, Università di Palermo, 2006.
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, “Studio delle interazioni nell’instradamento nelle reti overlay e nella rete fisica” Responsabile scientifico
L. Giarré, Università di Palermo, 2005.
C.V. Laura Giarré
xiii
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, “Un approccio controllistico e della teroria dei giochi al problema della congestione di pacchetti su reti
Internet multiservizio, Responsabile scientifico L. Giarré, Università di Palermo, 2004.
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, “Stima e validazione
di modelli approssimanti per sistemi complessi”, Responsabile scientifico L. Giarré,
Università di Palermo, 2002.
• Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo, quota ex 60%, “Nuove metodologie
di identificazione per sistemi nonlineari e incerti”, Responsabile scientifico L. Giarré,
Università di Palermo, 1999.
6.2.2
Partecipazione a Progetti
• Partecipazione al Progetto europeo FLAVIA (FLexible Architecture for Virtualizable
future wireless Internet Access)
Goals: Wireless networks importance for the Future Internet is raising at a fast pace as
mobile devices increasingly become its entry point. However, todays wireless networks
are unable to rapidly adapt to evolving contexts and service needs due to their rigid
architectural design.
FLAVIA fosters a paradigm shift towards the Future Wireless Internet: from predesigned link services to programmable link processors. The key concept is to expose
flexible programmable interfaces enabling service customization and performance optimization through software-based exploitation of low-level operations and control primitives, e.g., transmission timing, frame customization and processing, spectrum and
channel management, power control, etc.
Finanziato nel 2011 dalla European Commission under the SEVENTH FRAMEWORK
PROGRAMME (Information and Communication Technologies). Coordiantore del
progetto: Prof. Giuseppe Bianchi Department of Eletronic Engineering University
of Roma Tor Vergata,Italy.
• Partecipazione al progetto “Komputer + Kunst = Kjrlighet (Sknadsnummer: ES432421
Prosjektnummer: 189528)
Goals: G1 Contribute to strengthen the knowledge and the interest for Information
Technology in society G2. Disseminate the possibilities in Information Technology education and career, by increasing the sense of competence and can do mentality of young
people (age 13-15) towards Information Technology G3. Contribute to increase the understanding of Information Technology competence for decision makers G4. Increase
recruiting to Information Technology studies in general and among girls in particular.
The focus is on students of age between 13 and 15, especially girls with the final aim
to recruit them to scientific studies (realfagkompetanse), which will open the door to
University technological studies.
Finanziato dal Norwegian National Council of Research. Responsabile L. Jaccheri.
• Partecipazione al progetto dal titolo “Impiego di sensori elettromagnetici per la rilevazione del campo radiato dallattività di scariche parziali nei sistemi di isolamento, per
la diagnosi dell’affidabilitá di componenti di macchine ed impianti elettrici”, (codice
OIPA07FJ25) Progetti innovativi ordinari Palermo, Responsabile G. Ala, 2007.
• Programmi di interesse nazionale cofinanziati , “Tecniche avanzate di controllo e identificazione per applicazioni innovative” Coordinatore nazionale F. Blanchini, Responsabile locale F. Blanchini, 2006-2007.
• Programmi di interesse nazionale cofinanziati , “Tecniche robuste per il controllo di
sistemi incerti ad alta prestazione”, Coordinatore nazionale F. Blanchini, Responsabile
locale A. Tesi, 2004-2005.
• Programmi di interesse nazionale cofinanziati , “Tecniche robuste per il controllo di
sistemi incerti”, Coordinatore nazionale M. Milanese, Responsabile locale A. Tesi, 20022003.
• Programmi di interesse nazionale cofinanziati, “Tecniche robuste per il controllo di
sistemi incerti”, Coordinatore nazionale A. Vicino, Responsabile locale A. Tesi, 20002001. http://www.dii.unisi.it/~ control/prin
C.V. Laura Giarré
xiv
• Progetto strategico CNR, “Dimensionamento, controllo e valutazione di sistemi logistici”, Coordinatore nazionale W. Ukovic, Responsabile locale R. Pesenti, Universià di
Palermo, 2000-2001.
• Programmi di interesse nazionale cofinanziati, “Algoritmi e architetture per l’identificazione e il controllo di sistemi industriali”, Coordinatore nazionale G. Picci, Responsabile locale G. Fiorio, Politecnico di Torino, 1998-1999.
• Nato grant CRG 970532, “Modeling, Identification and Control of Piezo-Electric Microactuators”, Principal Investigator M. Milanese,Politecnico di Torino, 1997-1998
Progetto di collaborazione tra il Dipartimento di Automatica e Informatica del Politecnico di Torino e il Department of Mechanical and Environmental Engineering della University of California Santa Barbara. Partecipanti al Progetto: M. Milanese, M.Dahleh
e L. Giarré.
Tratto dall’abstract del progetto:
• NSF research grant, “The Atomic Force Microscope as a machine tool: modeling, robust
control design and hardware, Principal Investigator M. Dahleh, UCSB, 1996-1999.
Tratto dall’abstract del progetto:
• Progetto speciale CNR “Algoritmi per l’identificazione e il controllo robusto di Sistemi Incerti”, Coordinatore nazionale A. Vicino, Responsabile locale M. Milanese,
Politecnico di Torino, 1995-1997.
• Progetto nazionale MURST 40 % “Identificazione di modelli, controllo di sistemi e
elaborazione di segnali”, Coordinatore nazionale G. Picci, Responsabile locale G. Fiorio,
Politecnico di Torino, 1995-1997.
Dalla relazione finale su Identification and Control of Dynamical Systems, 1995-97
Progress Report, Edizioni Progetto Padova.
• Progetto Europeo “System Identification Modeling Network - SIMoNet”, Coordinatore
scientifico R. Guidorzi, Responsabile locale M. Milanese, Politecnico di Torino, 19941996.
Rete Europea formata dalle seguenti unità : Università di Bologna (R. Guidorzi),
Politecnico di Milano (S. Bittanti), Politecnico di Torino (M. Milanese), University of
Birmingham (J.P. Norton), Uppsala University (T. Söderström), Universidade Technica
de Lisboa (J. Da Costa), Eindhoven University of Technology (S. Weiland), Technische
Universiteit Delft (P. Van den Hof), Katholieke Universiteit Leuven (B. De Moor),
Ecole Superieure d’Electricité (E. Walter), Rhur Univeristät Bochum (H. Unbehauen),
University of Athens (N. Kaluptidis).
Nell’ambito di questo progetto sono stati organizzati tre meeting: Leuven (Belgio) 1994,
Bologna (Italia) 1995 e San Francisco (USA)1996.
Tratto dalla pagina Web del progetto (http://deis100a.deis.unibo.it/simonet/):
• Progetto di ricerca 60%, Identificazione e controllo robusto, Responsabile scientifico M.
Milanese, Politecnico di Torino, 1995.
• Progetto speciale CNR “Algoritmi e architetture per l’identificazione e il controllo robusto e adattativo”, Coordinatore nazionale e locale M. Milanese, Politecnico di Torino,
1992-1994.
elaborazione di segnali”, Coordinatore nazionale S. Bittanti, Responsabile locale M.
Mosca, Università di Firenze, 1992-1994.
Si veda la relazione finale su Identification, Control Optimization of Dynamical Systems,
1992-94 Progress Report, Christengraf.
Mosca, Università di Firenze, 1989-1991.
C.V. Laura Giarré
xv
Mosca, Uiversità di Firenze, 1986-1988.
Si veda la relazione finale su Identification, Control Optimization of Dynamical Systems,
1988 Progres Report, Pitagora Editrice Bologna.
6.3
Progetti presentati
• Ha presentato come Principal Coordinator il seguente progetto europeo: Specific Support Action della Science and Society Priority- FP6-2003-Science and Society-6 dal
titolo shAring Research Experience in a womeN Arena to build a researcher network
in science and technology (ARENA). Collaborazione tra Universita di Palermo (I),
Norwegian University of Science and Technology, (No), Vrije Universiteit, (Nl), DISUniversità di Napoli, (I) Sintef, (No), Universitat Politcnica de Catalunya, (E), Tallinn
Technical University,(Ee), Università di Catania (I). Non Finanziato
6.4
Altri progetti
• Consulenze/Convenzioni nell’ambito della gestione dei sistemi sanitari, della interoperabilitá di reti e sistemi complessi, dell’integrazione di sistemi informativi nei seguenti
progetti:
– Il progetto HL7v3Enabler finanziato nel 2007 dalla Regione Toscana all’interno
del Docup Ob2 2000-2006 - Misura 1.8 Azione 1.8.1 - Aiuti alla ricerca industriale
e precompetitiva.
– Il progetto HL7v3i (Health Level Seven Version 3 Interoperability) finanziato nel
2008 dalla Provincia di Firenze all’interno del F.S.E. Ob.3 2000-2006 Misura D3
Ris 2006 - Azione 1: Aiuti alla creazione d’impresa ad alto contenuto di conoscenza.
C.V. Laura Giarré
6.5
xvi
Aree di competenza
• Le pubblicazioni e l’attività di ricerca si possono schematicamente raggruppare nelle
seguenti aree di competenza:
I. Identificazione
I.1. Identificazione per sistemi nonlineari (1999-2010)
I. 2. Identificazione Set Membership (1994-2009)
II. Controllo
II.1 Controllo per reti (2002-2010)
II.2 Controllo predittivo (1989-1993)
III. Altro
III.1 Educational: Metodi per la Ricerca e multidisciplinarietà (2005-2010)
III.2 Gestione sistemi sanitari (2008-2010)
Impatto scientifico
Secondo Publish and Perish, che si basa su Google Scholar, gli indici sono i seguenti: H = 13
e G = 23.
Chiave di lettura
Una buona chiave di lettura della mia produzione scientifica è senza dubbio caratterizzata
dalle parole chiave Predittivo, UBB, e, recentemente, Teoria dei Giochi. Nei vari aspetti
caratterizzanti la mia attività, sia che mi sia occupata di identificazione sia di controllo, sia
che gli ambiti di applicazioni siano stati i sistemi biologici, le turbine o la gestione delle
scorte di magazzino, il fattore unificante è stato il cercare di modellare, e quindi identificare,
i sistemi in oggetto, tramite il paradigma di insieme, ovvero considerando non un singolo
modello, ma un insieme di modelli, soggetti a incertezze non note ma limitate (UBB). Di
questi sistemi, sia che mi sia preoccupata di determinarne la classe di modelli, sia che abbia
cercato di investigarne la qualità, sia che abbia cercato di progettare un controllore robusto
che garantisse la stabilità, la abilità predittiva di spiegare i dati e le caratteristiche ottimali
sono state sempre l’obiettivo primario. I contributi, sempre originali e innovativi, sono stati,
nei vari ambiti considerati, caratterizzati da soluzioni nuove, avendo cercato di calpestare
strade e linee di ricerca stimolanti e spesso anticipatrici. Inoltre, si sottolinea un’apertura
alla multidisciplinarietá ([E1]) intesa come ricchezza dell’Automatica e non come fattore di
dispersione, ma di disseminazione.
I. Identificazione
I.1 Identificazione per sistemi nonlineari
Tale linea di ricerca si è sviluppata negli anni 1999-2010.
Essa riguarda le metodologie di identificazione per sistemi nonlineari. I sistemi nonlineari possono essre approssimati tramite modelli LPV (considerando una linearizzazione
lungo una traiettoria nominale che puo’ essere pensata come un parametro variante),
o tramite cascata di sistemi lineari con nonlinearità statiche (Hammerstein e Wiener)
tramite modelli NARX, o con approssimazioni di ordine ridotto multinomiale. In questi
ambiti ho ottenuto vari risultati originali che ora vi illustro.
Nei lavori [J14] e [C25] si è risolto il problema dell’identificazione di modelli lineari a
parametri variabili (LPV) per sistemi nonlineari e/o tempo varianti in cui si suppone di
poter misurare l’ingresso, l’uscita e il parametro variabile. Avendo ricondotto il problema a una regressione lineare, si possono riformulare algoritmi LMS e RLS. Si sono
poi determinate condizioni di persistente eccitazione sugli ingressi e sulle traiettorie
C.V. Laura Giarré
xvii
dei parametri variabili. Nei lavori [C26] e [C28] in particolare si è analizzato il problema di identificazione di modelli LPV in connessione con le metodologie di controllo
a gain-scheduling. Il lavoro [C28] presenta un survey sulle problematiche attuali del
controllo gain scheduling e le sue connessioni con le metodologie di identificazione per
modelli LPV. Tale modello è servito da base per il progetto del controllo predittivo
gain-scheduling secondo la metodologia presentata e applicata in [C29].
In questo ambito nel giugno 2006 ho tenuto un minicorso di 12 ore alla scuola di
dottorato ”Summer School on Identification and Control of LPV-Systems” , organizzata
dai prof. Carsten Scherer, Peter Heuberger del Delft Center for Systems and Control
(DCSC)
La stima del centro condizionato per sistemi di tipo Hammerstein-Wiener modellati
con sistemi di complessità ridotta è stato affrontato e risolto in [J15], [C30]. Inoltre,
sempre su questa linea, si è considerato il problema della determinazione approssimata
degli insiemi dei parametri ammissibili (FPS) per modelli Hammerstein e Wiener in
[C35], [J17].
Nel lavoro [C24] è stato studiato il problema dell’identificazione del modello di incertezza per sistemi che presentano nonlineraità tramite una metodologia basata sulla
validazione di modello. Si è determinato un algoritmo a proiezione generalizzata e sono
stati effettuati dei confronti con metodologie classiche.
Applicazioni Industriali e Energetiche
In [B4], [C27], [C29] e [J18] le metodologie di identificazione LPV orientate al progetto
di controllori gain scheduling sono state applicate al problema del controllo dello stallo
e del surge per il modello LPV del sistema di compressione di un motore a jet.
Nei lavori [C31] e [C34] si sono investigate le metodologie TFM per la qualità e l’affidabilità delle simulazione dinamiche termiche di edifici. In particolare, l’impiego di
metodologie controllistiche ha risolto alcune delle problematiche presenti nella applicazione delle metodologie standard a edifici di tipo massiccio come quelli presenti nell’aerea mediterranea Il metodo si è basato sia sulla scelta opportune del periodo di
campionamento, che sulla scelta ottimale del modello in termini di numero di poli e
coefficienti.
Nel lavoro [C32], [J16], tecniche di identificazione tramite modelli NARX sono state applicate all’identificazione di un impianto industriale a turbina utilizzato come generatore
di potenza della General Electric-Pignone.
Applicazioni Biologiche
Nei lavori [C49], [C51] e [C52] le metodologie di identificazione worst-case sono state
impiegate per la identificazione di sistemi non lineari positivi caratterizanti i modelli
di tipo quasispecies impiegati nella modellazione dell’evoluzione molecolare di virus.
Il lavoro che riassume tutti gli aspetti di validazione e valutazione della qualità del
modello identificato è [J23].
Inoltre nel lavoro [C55] si sono introdotte delle nuove metodologie per determinare
modelli di ordine ridotto per modelli di reazioni cinetiche biochimiche, con particolare
attenzione al modello che descrive le proteine che regolano il ciclo circadiano.
Inoltre,in questo ambito lo studio di schemi che portano alla apoptosi, o morte cellulare
programmata, a partire da contemporanea presenza di stress e infiammazione, e le
relazioni e intreconnesioni di certe proteine che favoriscono o inibiscono questa morte,
ha portato alla formulazione di meccanismi di identificazione e discriminazione che
permettano la determinazione del meccanismo presente a partire dai dati.
In questo ambito si e’ organizzata una Sessione Invitata su Systems Biology per la
Mediterrean Conference e una per il SIDRA di Genova. Sono stata invitata a partecipare a una sessione invitata al CDC ([C51]) e al ISCCSP ([C59]).
Applicazioni econometriche
Una linea di ricerca recente ha visto impiegate tecniche di identificazione classiche,
filtraggio di Wiener, alla identificazione di reti e topologie, a partire dalla conoscenza
C.V. Laura Giarré
xviii
delle serie temporali. Nei lavori [C66], [I3], sono stati determinati modelli a compelessità ridotta. Inoltre si sone evidenziati i legami con i problemi in norma `0 di
sparsificazione. Si sono applicate queste tecniche alle serie temporali relative ai tassi
di cambio delle principali monete sugli ultimi dieci anni. In particolare in [I3] si é
introdotta la costruzione di uno spazio pre-Hilbertiano per processi stocastici.
Inoltre in [c79] la relazione tra la struttura e i problemi di stima per sistemi a rete
analizzata, nella ipotesi che nei nodi dela rete sia presente una dinamica.
I.2 Identificazione Set Membership.
Questa linea di ricerca riguarda gli anni 1994-1999.
Nell’ambito dei metodi di identificazione “set-membership” (SM), partendo da modelli
misti parametrici e non-parametrici e considerando misure ingresso e uscita affette
da rumore limitato in norma `2 , in [J7] e [C11] è stato studiato il problema della
determinazione dell’errore in norma H∞ del sistema errore, differenza tra il modello vero
e quello stimato. Si è determinata una espressione analitica del raggio di informazione,
una tipica misura dell’errore di stima, supponendo che la parte parametrica del modello
sia lineare nei parametri.
In [C11] si è supposto che il limite superiore sulla norma H∞ della parte non parametrica
(quella dovuta alle dinamiche non modellate) fosse noto a priori e in [J7] che si potesse
calcolare in linea, dato un particolare modello, attraverso una stima ETFE.
In [J8] e [C12] un metodo per la stima della norma H∞ della parte non parametrica
è stato derivato applicando la teoria set membership e partendo dai dati. Noto questo
limite determinato facendo un uso minimale della conoscenza a priori sul sistema, si
riesce a valutare la bontà delle classi di modelli considerati e a effettuare una scelta
ottimale dell’ordine del sistema. In particolare, il metodo proposto è particolarmente
adatto ad essere utilizzato in metodi di progetto di controllo robusto H∞ . Particolare
attenzione è stata posta alla scelta dell’ordine del sistema ottenibile dal valore minimo del raggio di informazione. Il raggio di informazione fornisce infatti una misura
dell’errore di predizione e può quindi essere usato per determinare l’ordine del modello stimato. Si sono infine confrontati i valori del raggio di informazione con quelli
ottenibili con i metodi che si basano sui modelli non-parametrici.
In [C13] è stata analizzata l’ottimalità della classe di modelli non parametrici, avendo
supposto di lavorare con la norma H2 . Tale ottimalità dei modelli FIR si basa sul concetto di n-width, errore di approssimazione che viene definito in letteratura supponendo
di essere in assenza di rumore. In questo lavoro si è determinata l’espressione del valore
dell’errore di identificazione in norma H2 .
In [J11] e [C14] è stata studiata la valutazione della bontà del modello nel caso che il
sistema non appartenga alla classe del modello considerata, per ogni classe di modelli
lineari nei parametri. Questo non è un problema di identificazione SM standard e sono
stati quindi determinati limiti superiori e inferiori al raggio condizionale locale nel caso
di identificazione H2 e informazione a priori sul sistema di tipo residuale.
In [J10], [C16], [C17] la valutazione della qualità dei modelli è stata investigata sulla
base del raggio di informazione globale condizionale per problemi di identificazione H2 ,
quando si considerino modelli approssimati di dimensione n, lineari nei parametri di
un sistema di dimensione infinita. Sono stati determinati limiti superiori e inferiori del
raggio condizionale. Tali limiti sono convergenti al crescere del numero di dati e di
dimensione del modello.
In [J10] e [C17] la relazione tra il raggio globale condizionale e l’espressione della
n-width dei modelli approssimanti è stata determinata. In particolare, in assenza di
rumore e per numero di dati tendente all’infinito, tali grandezze coincidono.
Inoltre, in [J10] e [C17] una formula per calcolare l’errore di identificazione per ogni
algoritmo lineare è stata determinata ed è stato trovato un algoritmo lineare subottimo,
e asintoticamente ottimo.
In [J12], [C18], [C15] è stato studiato il problema della determinazione di modelli
approssimati con identificazione set-membership orientata al controllo H∞ supponendo
di avere dati in frequenza e rumore non noto ma limitato in norma `∞ . In questo caso
oltre all’identificazione del modello parametrico, si determina dai dati, con metodologie
SM, il bound sulla parte non parametrica, per ogni frequenza. Anche in questo caso, a
partire da dati in frequenza, è possibile utilizzare il bound determinato per il progetto
di controllori robusti.
C.V. Laura Giarré
xix
Una applicazione di tale metodo per la determinazione del miglior modello parametrico
lineare approssimante di un attuatore piezoelettrico, si trova in [C19].
In [C21] è stato studiato il problema della valutazione dell’ α−ottimalità di algoritmi di
identificazione H∞ per la determinazione di modelli di incertezza di ordine non elevato,
nel caso di dati temporali affetti da errori di misura non noti ma limitati in norma `∞ .
In [C22] è stato studiato il problema della scelta del numero di frequenze sulle quali
valutare la risposta del sistema in frequenza al fine di garantire un compromesso tra la
bontà dell’identificazione robusta H∞ e la complessità computazionale.
Applicazioni ai Nanodispositivi
Durante il periodo 1996-2000 ho svolto una proficua attività di collaborazione di ricerca
riguardante con la University of California Santa Barbara presso il Center for Control
Engineering and Computation su tematiche di analisi e controllo di un microscopio a
forza atomica studiato e realizzato presso i laboratori di tale centro di ricerca.
Nel lavoro [C19] è stato risolto il problema della identificazione robusta e del controllo
dell’attuatore piezoelettrico presente su tale microscopio, acquisendo i dati sull’impianto
reale e realizzando il controllore tramite scheda DSP.
Nel lavoro [C20] il problema del filtraggio di serie temporali di sistemi non-lineari caotici tramite filtri IIR in presenza di rumore è stato affrontato da un punto di vista
metodologico. È stata determinata una condizione necessaria e sufficiente che garantisce che la dimensione di Liapunov rimanga invariata anche in presenza di disturbi
esterni.
Nel lavoro [B5] si sono determinate le condizioni di ricostruibilità da serie temporali
in presenza di dati filtrati e affetti da rumore e si sono applicate queste tecniche al
modello del microscopio atomico valutandone gli esponenti di Liapunov.
Nei lavori [J13] e [C23] si sono analizzate le dinamiche complesse in un oscillatore
Lennard-Jones eccitato armonicamente per modellare le interazioni tra il microcantilever (la travetta) e il campione presenti nel Microscopio a Forza Atomica. In questo
ambito si è determinato il modello e si sono analizzati numericamente i comportamenti
complessi, determinando per quali parametri si ha la presenza di fenomeni caotici. Si è
trovato che tali fenomeni caotici nascono da una cascata di raddoppiamenti di periodo.
III. Controllo
II.1 Controllo per reti
Tale linea di ricerca si è sviluppata negli anni 2002-2010 e riguarda tutti quei problemi
in cui risulta fondamentale la coordinazione tra gli agenti e la loro modellizzazione
tramite networks, reti dinamiche. Si sono sviluppati algoritmi e applicazioni relative al
problema del controllo cooperativo e all’applicazione di metodologie relative alla teoria
dei giochi.
La necessità di cooperazione e di comunicazione sono essenziali e in particolare la risposta alla domanda cosa e quando comunicare, apre la discussione al paradigma sulla informazione minima. In particolare in queste problematiche sono state considerate per
applicazioni di formazione in volo di UAV in [C33], e per il problema di una catena
di compratori che necessitano dei protocolli distribuiti di consenso per la loro coordinazione in [C37]. Si è proposto un modello ibrido generalizzato per la rappresentazione
di sistemi cooperativi che racchiude al suo interno anche il meccanismo di decisione e
in [C40] il problema della gestione delle scorte di magazzino è stato affrontato e risolto
tramite un algoritmo di programmazione neuro-dinamica. Lo stesso approccio si puó
ritrovare in [B3] per problemi di inventory e in [C42] per applicazioni agli UAV.
Nei lavori [J20],[J21], [B3], [C43] un approccio secondo la teoria dei giochi ai problemi di
inventory è stata considerata. L’esistenza di un equilibrio di Nash a cui il protocollo di
consenso converge e la sua pareta ottimalità è stata provata. Questo equilibrio presenta
anche una ottinalità sociale.
C.V. Laura Giarré
xx
Nei lavori [C48], [C53] e [J19] il problema del conseso distribuito è stato risolto secondo
l’approccio della teoria dei giochi (mechanism design). Inoltre il consenso (agreement)
è stato esteso a tutte le possibile medie di ordine p anche secondo algoritmi di consenso
non-lineari. Inoltre si è impiegato un approccio di tipo predittivo a orizzonte recessivo,
unico nel quadro della letteratura del consenso.
Nei lavori [J22], [C60], [C56], [C57] il problema del consenso distribuito in presenta
di disturbi limitati in norma e non noti (UBB) è stato risolto, per reti a topologia
commutante. Tale algortimo di consenso, denominato consenso pigro (lazy), garantisce
la convergenza dell’algoritmo all’interno di un tubo di raggio opportuno.
Nei lavori [C61], [C62] e [J25] il controllo robusto per il problema delle scorte in magazzini modelllati tramite reti multi-agente, in presenza di molti rivenditori, è stato
risolto secondo un approccio che puó essere impiegato anche in ambito di algoritmi di
consenso.
Nei lavori [J27],[C68], [C63] il problema del dissenso, ovvero il modello di agenti che
sono in competizione per delle risorse, é stato studiato e risolto sia nel caso continuo che
quatizzayo, facendo ricorso ad algoritmi di gossip. Il modello é comunque un sistema
ibrido, la cui topologia non solo é variabile nel tempo ma anche in dimensione. Lo
studio della limitatezza e della convergenza del numero dei nodi é stato studiato, per
particolari leggi di morte e duplicazione.
Da notare che i contributi dati in questo ambito sono molto innovativi, precursori e il
primo lavoro apparso su rivista [J19], è molto citato, anche in due survey usciti sugli
algoritmi di consenso.
Applicazioni al Controllo di Congestione in reti TCP
Nei lavori [C38], [C39] e [C41] si è studiata la stabilità di meccanismo di controllo
Active Queue Management per reti TCP in presenza di colli di bottiglia multipli. I
modelli usualmente impiegati considerano un singolo che la congestione della rete possa
avvenire solo a livello di un singolo nodo che fa da collo di bottiglia. Facciamo vedere
che i meccanismi di retroazione usualmente impiegati portano alla instabilità nel caso di
più nodi congestionati. Un nuovo modello viene analizzato e presentato con la analisi
della stabilità in presenza di ritardo. In [C44] tale analisi del modello linearizzato
MIMO con ritardo del sistema è stata studiata tramite l’impiego del criterio di Nyquist
generalizzato.
In questo ambito ho organizzato anche una sessione invitata dal titolo Quality of Service
and Control of Network per il First IEEE Symposium on Control, Communications and
Signal Processing, marzo 2004.
Applicazioni al controllo di collisione e di contesa in reti WiFi
Recentemente si sono applicate le metodologie di teoria dei giochi anche allo studio
del controllo della collisione e della finestra di contesa dei pacchetti su reti WiFi, in
cui i nodi non si comportanono secondo il protocollo standard. Abbiamo studiato la
presenza di possibili equilibri di Nash e se Pareto ottimalitá e introdotto dei Mechanism
Design per forzare la fairness sulla rete e far sı́ che le preformance fossero ottimali. Tali
contributi si trovano in [J24], [C64],[C65] e [C67]. Inoltre in [J26] un nuovo schema
di Mac design per reti a infrasttruttura, che prevede una soluzione con identificazione
adattativa sullo stato della rete viene presentata, sempre basata sull’approccio della
teoria dei giochi. In [C70] inoltre si sono estese queste metodologie anche a reti WiMax. e nel lavoro [C74] si sono verificate le condizioni per la stabilitá dell’ equilibrio
di Nash.
Inoltre per reti di sensori ZIGBEE, il problema della sincronizzazione dei nodi sensori,
con riferimento a problematiche di graph coloring, per il risparmio energentico é stato
presentato nel lavoro [C71].
Sempre per reti ad hoc, il problema della allocazione distribuita degli solt temporali
tra,mite colorazione del grafo si é affrontato in [C78]
II.2 Controllo Predittivo
Questa linea di ricerca riguarda principlamente gli anni 1988-1994.
C.V. Laura Giarré
xxi
La linea di ricerca riguarda metodologie di controllo con soluzioni secondo l’approccio
polinomiale al controllo robusto e metodologie di controllo adattativo e multi-predittivo.
Il problema della determinazione delle relazioni intercorrenti tra le equazioni polinomiali
(2 + la cosiddetta implicata) risolventi il problema di regolazione Lineare Quadratico Stocastico (LQS) nel caso a più ingressi a più uscite (MIMO) è stato affrontato
nel lavoro [J2]. Sono state determinate le condizioni sotto le quali ogni coppia di
equazioni dà equivalentemente la soluzione minima del problema; e inoltre quelle per
cui il regolatore può essere ottenuto tramite la soluzione di una singola equazione diofantina disaccoppiata. Qualora tali condizioni non siano verificate, si è inoltre studiato
il problema della conseguente non stabilità del regolatore.
Nei lavori [J3] e [C1] è stato affrontato il problema LQS della reiezione del disturbo
accessibile nel caso MIMO: è stata determinata una soluzione generale ed è stata messa
in relazione con le soluzioni ai problemi di inseguimento del riferimento (Tracking e
Servo).
La proprietà di separazione tra Feedback e Feedforward dei controllori stocastici a 2
gradi di libertà può essere estesa, nel caso si sia supposto un controllore lineare, ai
problemi di MINIMAX LQS di Tracking e Servo, come mostrato nel lavoro [J1].
Nel lavoro [C2] il problema Tracking e Servo in presenza di disturbi accessibili è stato
risolto anche come problema MINIMAX LQS, sempre nell’ ipotesi di un controllore
lineare, in modo da estendere al contesto H∞ i precedenti risultati. In [C2] e [T1] si è
visto inoltre l’importanza del ruolo complementare giocato dall’approccio di Wiener e
le metodologie H∞ .
L’algoritmo di controllo adattativo di tipo multipasso (MUSMAR), è nella sua forma
base una buona approssimazione del controllore ottimo LQS ed è stato studiato e
impiegato per risolvere problemi di controllo a due gradi di libertà e a un grado di
libertà İn particolare è stata studiata la sostituzione dell’algoritmo di identificazione
RLS con algoritmi approssimati come il Gradiente Stocastico. L’analisi con tecniche
O.D.E. per lo studio della convergenza [J4], [J5], [T1] ha portato risultati negativi e
ha evidenziato il ruolo cruciale dell’algoritmo RLS per la convergenza del MUSMAR.
Una nuova derivazione dell’algoritmo di controllo è riportata in [B6] e [C5]. Qui un
problema Receding Horizon ritardato è risolto in linea, usando il minor numero possibile
di informazione a priori sull’impianto. Viene inoltre evidenziata la pecularietà di questo
algoritmo adattativo predittivo che non è un algoritmo basato sulla Ipotesi di Controllo
con Equivalenza con la Certezza (CECA) e viene confrontato il comportamento in
presenza di ritardo di i/o non noto e variabile con un algoritmo predittivo di tipo
CECA: ASIORHC. Tale algoritmo ha la proprietà di assicurare stabilità e convergenza
globale. In [B6] è stata posta una particolare attenzione ai problemi implementativi
dei due algoritmi.
I due algoritmi adattativi sono stati testati anche su un Benchmark proposto dagli
organizzatori del congresso ECC del 1991 ([C4]), e su quello proposto dagli organizzatori
del congresso mondiale IFAC del 1993 ( [J6], [C9]).
In [J9] e [C8] si è impiegato l’algoritmo MUSMAR per sintetizzare in linea il filtro Q
della parametrizzazione YJBK utilizzato per migliorare le prestazioni di un controllore
nominale LQ sintetizzato fuori-linea. Ne è stata analizzata anche la sua convergenza,
tramite tecniche ODE.
Altre applicazioni di controllori adattativi si trovano nelle tesi [T1] e [T2]. Tali metodologie sono state applicate anche a impianti reali (rispettivamente a un impianto idraulico
reale, a un circuito elettrico emulante un motore idraulico controllato tramite una
scheda DSP e a un manipolatore meccanico) come si può vedere in [C7], [CN1].
Un’applicazione di tali algoritmi adattativi con introduzione della reiezione del disturbo
accessibile è stata provata su un modello di robot planare a due gradi di libertà in [C10].
È stata studiata una versione dell’algoritmo in cui si considera nello pseudostato di ogni
controllore lo stato dell’altro giunto che agisce su di esso come disturbo accessibile.
Nei lavori [J5] e [C6] si è mostrato come l’introduzione di una identificazione multipredittiva RLS permetta di dimostrare la convergenza di tali algoritmi senza richiedere
la condizione di positività reale come nel caso della analisi della convergenza locale
dell’algoritmo RELS. Questo è stato mostrato tramite una analisi ODE dell’algoritmo
di identificazione RLS predittivo a più passi presentato
C.V. Laura Giarré
xxii
III. Altro
III.1 Educational: Metodi per la Ricerca e Multidisciplinarietà
Nell’ambito della Education e della Multidisciplianerietà, oltre alla gestione delle sessioni Poster per Dottorandi, alla presentazione di un Progetto Europeo com Investigatore Principale, alla partecipazione a una rete Europea Multidisciplinare ESTIANET, e
alla presentazione e partecipazione al progetto norvegese KKK una delle attività principali è consistita nella gestione del forum
http://researcherblog.blogspot.com/.
Secondo la visione pedagogica che viene proposta da J. Bruner, psicologo e padre delle
moderne scienze cognitive e pedagogiche, il raccontare storie (story telling) fa parte
del processo attraerso il quale vengono costruite socialmente le identità personali, e il
raccontare storie è un modo attraverso il quale viene consociuta e compresa la realtà.
Per Bruner questo meccanismo e’ cosi’ importante che ipotizza che alcuni processi
cognitivi fondamentali siano organizzati per storie. Questo, ad esempio, spiega perchè
il racconto di una storia è molto piú efficace, memorabile e coinvolgente rispetto a
modi piú aridi di organizzare le informazioni o di trasmettere messaggi. Naturalmente
ció presuppone un contesto sociale dal quale e nel quale queste storie si caricano di
significati e definsicono l’identita’ di colui che le racconta. Nei lavori [C45], [C47] e
[C46] si sono descritte queste tematiche e in particolare la raccolta e l’analisi di storie
presenti sul forum da me gestito
http://researcherblog.blogspot.com/ per l’ apprendimento e la determinazione dei
vari metodi di ricerca utilizzati in vari ambiti trans- e multi-disciplinari.
Nel lavoro [C50] si è proposto un questionario e si sono raccolte le risposte al fine di
aumentare la comprensione e il linguaggio comune in progetti interdisciplinari.
Nel lavoro [C58] conclusivo, si è presentata la attività del triennio 2005-2008.
Il progetto KKK (che tradotto significa arte e computer = amore) é un progetto di
dissemination che stato finanziato dal NSF norvegese per l’impiego dell’arte per la
divulgazione del’ICT ai bambini di 11-14 anni. In particolare, il 27 settembre 2008,
in occasione del Research day, evento organizzato dal Ministero della ricerca su tutto
il territorio nazionale Norvegese, e collegato alle Research Night, evento invece sponsorizzato dalla UE su tutto il territorio europeo, ho collaborato alla organizzazione
di uno stand in cui i ragazzi avevano la possibilit di interfacciarsi con lo WALL, installato presso la Universit NTNU, inviandovi disegni o immagini mandate tramite
cellulare via Bluetooth. Il 25/26 settmbre 2009 invece, si ricorda la partecipazione alla
organizzazione ela partecipazione ai Research Days e Research Nigth. Gli strumenti
interattivi usati sono stati Arduino e Scratch. Si veda a questo proposito anche il sito
http://artentnu.wordpress.com/.
III.2 Gestione sistemi sanitari
In questo ambito, oltre alle collaborazione ai progetti indicati sopra, si ricordano anche
due presentazioni, Soluzioni ICT per la Interoperabilitá dei sistemi informativi nella
sanitá basate sullo standard HL7v3 alla Sessione Modelli e metodologie di analisi e
gestione dei sistemi sanitari del SIDRA 2008, e An experience in localizing the HL7
Version 3 standard for the Italian Healthcare: Clinical Document Architecture (CDA)
Rel.2 alla Sessione Modelli e metodologie di analisi e gestione dei sistemi sanitari
dell’AIRO 2009. Il lavoro [C69] viene presentato al IEEE Workshop on Health Care
Management, Venezia 2010. Semre nell’ambito della interoperabilitá con riferimento al
Profilo sanitario sintetico e alla gestione del modello ddelle malattire croniche é stato
presentato il lavoro [I1] alla conferenza System, Man and Cybernetics, Istanbul 2010.
C.V. Laura Giarré
7
xxiii
Elenco delle pubblicazioni su rivista, commentato.
I numeri si riferiscono all’elenco totale delle pubblicazioni riportato nel paragrafo successivo.
[J24] L. Giarré, G. Neglia, I. Tinnirello. “Medium Access in WiFi Networks:
Strategies of Selfish Nodes”, IEEE Signal Processing Magazine (SPM),
26(5),124-127, 2009.
Questo lavoro rappresenta un’applicazione di metodologie
di teoria dei giochi a reti di telcomunicazioni WiFi. L’accesso al canale é modellato
come un gioco noncooperativo, e la presenza di equilibri di Nash e di pareto ottimalitá
é stata studiata. Per la prima volta in letteratura, si sono considerati nodi che trasmettono in maniera bidirezionale, e il ruolo dell’Access Point é stato fondamentale nella
implementazione dell’algoritmo di controllo per le finestre di contesa.
Inquadramento: Questo lavoro é appena uscito su una Rivista di tipo Magazine.
[J23] P. Falugi, L. Giarré, “Set Membership Identification of nonlinear positive
models for biological systems” Systems and Control Letters, 58(7),529-539,
2009.
Questo lavoro presenta una procedura di identificazione e validazione per sistemi biologici modellati come quasispecies. La loro identificazione é un problema compelsso, data la dipendenza bilineare nei parametri. La soluzione metodologica si colleca nel framework della set membership, identificando sia i parametri del modello che l’insieme di
appartenenza. Le capacitá predittive del modello sono poi usate per validare/invalidare
i modelli stimati, anche al fine di tener conto dei vincoli fisici.
Inquadramento: Pur essendo questo un lavoro apparso recentemente su rivista, e non
ha ancora citazioni.
[J22] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti, “Consensus for networks with unknown
but bounded disturbances”, SIAM JOURNAL ON CONTROL AND OPTIMIZATION, 48(3); 1756-1770,2009.
Questo lavoro affronta il problema del consenso in presenza di disturbo UBB. Primo del
settore a studiare questo problema, determina le proprietá di convergenza dell’algortimo
all’interno di un tubo di raggio , dove é legato alla conoscenza a priori sul rumore.
Abbiamo introdotto un controllo di tipo a dead-zone che abbiamo chiamato lazy rule.
Inquadramento: Pur essendo questo un lavoro apparso recentemente su rivista, le
versioni a conferenza precedenti sono stata citate varie volte.
[J21] D. Bauso, L. Giarré. R. Pesenti. Distributed Consensus in Noncooperative Inventory Games. EUROPEAN JOURNAL OF OPERATIONAL
RESEARCH; 192(3), 866-878, online since 2007, February 2009
Questo lavoro affronta il problema del consenso distribuito che gantisca la convergenza
della strategia dei giocatori aun equilibrio di Nash Pareto ottimale. Questo protocollo
garantisce che ciascun giocatore possa costruire le proprie decisioni scambiando solo
una informazione aggregata concernente un numero ristretto di giocatori. Il vantaggio
dell’utilizzo del modello della struttura di informazione tramite rete rende il sistema
scalabile e inoltre le informazioni non circolano fra gli altri rivenditori che possono
essere in competizione.
Inquadramento: Pur essendo un lavoro apparso recentemente su rivista, ma on-line
da tempo, la versione a conferenza è già stata citata varie volte.
[J20] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti. Consensus in Noncooperative Dynamic
Games: a Multi-Retailer Inventory Application. IEEE TRANSACTIONS
ON AUTOMATIC CONTROL, 53(4) 998-1003, 2008
Questo lavoro considera il problema del consenso inteso secondo un approccio di teoria
dei giochi per applicazioni di gestione di magazzino. Viene dimostrata la convergenza
a un equilibrio di Nash e la ottimalità sociale di tale equilibrio.
C.V. Laura Giarré
xxiv
Inquadramento: Pur essendo un lavoro apparso da poco su rivista, la versione a
conferenza è già stata citata varie volte.
[J19] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti. Nonlinear protocols for optimal distributed
consensus in networks of dynamic agents. Systems and Control Letters,
915-928, 55(11),2006.
Questo lavoro considera il problema del conseso distribuito per una rete di agenti. Il
problema è stato risolto secondo l’approccio della teoria dei giochi (mechanism design).
Inoltre il consenso (agreement) è stato esteso a tutte le possibile medie di ordine p.
Inquadramento: Il contributo metodologico di tale lavoro è veramente originale ed è
stato già citato 33 volte, anche su due survey sui problemi di consenso.
[J18] L. Giarré, D. Bauso, P. Falugi and B. Bamieh. LPV Model Identification for
Gain Scheduling Control: an application to stall and surge control. Control
Engineering Practice,14 (4): 351-361 APR 2006
In questo lavoro si sono applicate le metodologie di controllo robusto predittivo per il
Gain Scheduling per il problema del controllo dello stallo nei compressori dei motori
a jet. Inoltre si sono applicate le nostre metodologie di identificazione LPV per la
determinazione del modello a partire dai dati.
Inquadramento: Questo lavoro presenta una soluzione interessante e innovativa a un
problema applicativo molto importante ed è stato citato 14 volte.
[J17] P. Falugi, L. Giarré, G. Zappa, Approximation of the Feasible Parameter Set
in worst-case identification of Hammerstein models. Automatica, Volume
41, Issue 6 , June, Pages 1017-1024, 2005.
In questo lavoro si sono determinati gli algoritmi per la determinazione approssimata dei
Feasible set per la identificazione secondo l’approccio worst-case dei modelli nolineari
di tipo Hammerstein sia quando il set è di tipo ellisoidico che politopico.
Inquadramento: Il contributo metodologico di tale lavoro è originale e la sue possibilità di applicazione molto interessanti. É stato citato 3 volte.
[J16] M. Basso, L Giarré , S. Groppi, G.Zappa. NARX Models of an Industrial
Power Plant Gas Turbine IEEE Trans on Control Technology, Vol. 13, no.4,
599-605, july 2005.
In questo lavoro è riportata la esperienza maturata per la identificazione di modelli
NARX per una turbina a gas industriale di un impianto di potenza. La turbina è la
PGT10B1 della General Electric-Nuovo Pignone.
Inquadramento: Questo lavoro presenta una soluzione originale a un problema industriale molto importante. É stato citato 6 volte.
[J15] A. Garulli, L. Giarré, G. Zappa. Identification of approximated Hammerstein models in a worst-case setting, IEEE Trans. on Automatic Control,
Vol. 47, 2046- 2050, 2002.
Questo lavoro studia il problema dell’identificazione di sistemi nonlineari in ambito
worst-case con modelli approssimanti di tipo Hammerstein-Wiener, supponendo un rumore di misura di tipo UBB (unknown-but-bounded). Questo nuovo approccio consiste
nel calcolo del centro di Chebicev di un insieme di matrici condizionate ad avere rango
uno. E’ stato determinato un algoritmo efficiente per caso di rumore limitato in norma
`2 e `∞ di cui sono state presentate varie proprieta’.
Inquadramento:
Il contributo metodologico di tale lavoro è originale e la sue possibilità di applicazione
molto interessanti. È stato citato 10 volte.
[J14] B. Bamieh, L. Giarré. Identification of Linear Parameter Varying Models,
International Journal of Robust and Nonlinear Control, Vol. 12, Issue 9:
841-853, 2002.
C.V. Laura Giarré
xxv
In questo lavoro, apparso in versioni preliminari in [C25] e [C26], si è risolto il problema dell’identificazione dei modelli Lineari dipendenti da Parametri Variabili (LPV)
a tempo discreto. Tali modelli, impiegati essenzialmente nel progetto di controllori
gain-scheduling, possono essere una buona approssimazione per esempio di modelli non
lineari linearizzati attorno a una traiettoria (il parametro variabile nel tempo) e presentano dei vantaggi nell’impiego rispetto ai tradizionali modelli LTI. Si suppone che
le uscite., gli ingressi, il parametro e la forma della sua dipendenza funzionale dai coefficienti sia nota. In questo lavoro si presenta una nuova formulazione dell’algoritmo ai
minimi quadrati e si danno condizioni di persistente eccitazione che permette la convergenza dell’algoritmo stesso. Una interessante applicazione di questo lavoro si trova in
[J18] per il problema dell’identificazione LPV per il problema del controllo dello stallo
nei compressori dei motori a jet.
Inquadramento:
Questo lavoro presenta una soluzione originale a un problema che non è quasi mai stato
studiato prima. Pochissimi erano infatti i contributi presenti in letteratura sull’argomento e questo lavoro é diventato un lavoro seminale. Questo lavoro é stato citato 24
volte.
[J13] M. Basso, L. Giarré, M. Dahleh, I. Mezić. Complex Dynamics in a Harmonically Excited Lennard-Jones Oscillator: Microcantilever-Sample Interaction in Scanning Probe Microscopes. ASME Journal of Dynamic Systems,
Measurement and Control, Vol. 122, pagg. 240-245, March 2000.
In questo lavoro si è determinato il modello dell’interazione tra il campione e il sensore di immagini per un microscopio a forza atomica (AFM). Tale modello si basa sul
potenziale di Lennart-Jones. Sono stati analizzati i comportamenti dinamici complessi
tramite analisi nonlineare, e si sono determinate le condizioni parametriche per le quali
si ha l’insorgenza di comportamenti caotici. Tali comportamenti, verificati in simulazione, erano stati verificati anche in via sperimentale e questo lavoro ha supportato
analiticamente il loro insorgere. Tale analisi permette di cambiare le condizioni operative del microscopio a forza atomica in modo da essere impiegato in una regione dei
parametri in cui sia assicurato un moto regolare.
Inquadramento:
Tale lavoro era stato presentato precedentemente a conferenza in [C23], e presenta un
modello del sensore che è risultato fondamentale perché ha permesso, in lavori successivi
del gruppo di ricerca internazionale a UCSB, il progetto di controllori robusti e il loro
impiego reale in modo da migliorare le prestazioni del sensore. Tale lavoro è stato citato
su riviste internazionali 29 volte.
[J12] L. Giarré, M. Milanese. SM identification of approximating models for H∞
robust control. International Journal of Robust and Nonlinear Control,
Vol.9, pagg.319–332, 1999.
In questo lavoro si è risolto il problema di identificazione set membership per modelli
misti parametrici e non parametrici a partire da dati in frequenza. In particolare, ci
poniamo l’obbiettivo di stimare un modello parametrico approssimante di ordine ridotto
e un errorre di identificazione sulle dinamiche non modellate che sia nella forma giusta
per essere impiegato nel controllo robusto. Questo lavoro presenta un confronto con
altri metodi esistenti in letteratura di tipo non parametrico, che presentano valori dei
bound sulle dinamiche non modellate notevolmente maggiori. Si ricorda che tali valori
devono essere impiegati nel controllo robusto, per cui tale risultato è fondamentale per
il successivo progetto di controllori che non siano troppo conservativi.
Inquadramento:
Questo lavoro, pur nella linea dei lavori [J7] e [J8], ha risolto per primo il problema a
partire dai dati in frequenza. Anche questo lavoro è stato il primo in questa linea, ed è
seguito da articoli di altri autori, alcuni che ne hanno reso più efficiente il carico computazionale, altri che hanno utilizzato questa metodologia per il progetto di controllori
robusti. Esso è stato citato anche in survey e tutorials sul’argomento apparsi in collane
internazionali. Su rivista è stato citato 2 volte.
[J11] L. Giarré, B. Kacewicz, M. Milanese.
Model quality evaluation in set
membership identification. Automatica. Vol. 33, pagg. 1133-1139, 1997.
C.V. Laura Giarré
xxvi
Questo lavoro analizza il problema dell’identificazione da dati ingresso/uscita affetti
da rumore per sistemi che non necessariamente appartengono alla classe di modelli
considerata. Anche in questo caso, tramite il raggio di informazione condizionale, si
determina una misura della bontà di identificazione tramite una misura worst-case
dell’errore di identificazione, nell’ipotesi di classi di modelli parametrizzati linearmente
nei parametri. Rispetto al lavoro [10] considera ipotesi a priori diverse, che permettono
di determinare in maniera esplicita i valori estremi degli errori di identificazione, con
metodologie basate sulla teoria ellissoidale degli insiemi.
Inquadramento:
Questo lavoro ha avuto un notevole impatto scientifico, è stato citato 28 volte su riviste
internazionali e anche in libri sull’argomento, (per esempio J. Partington, Interpolation,
identification and sampling dell Oxford Press, 1997). È uno dei primi lavori, insieme
al lavoro [J12], che affronta il problema della valutazione della qualità del modello in
ambito worst-case, e fornisce delle soluzioni originali e innovative al problema che sono
la base di molti articoli di altri gruppi di ricerca sull’argomento. Ha ricevuto 28 citazioni
su riviste internazionali.
[J10] L. Giarré, M. Milanese. Model quality evaluation in H2 identification. IEEE
Transaction on Automatic Control. Vol. 42, pagg. 691-698, 1997.
In questo lavoro si è investigato il problema della valutazione della qualità dei modelli.
In letteratura si trovano essenzialmente due metodologie che permettono tale valutazione, una basata sul calcolo del raggio di informazione condizionale e l’altra basata
sui concetti di distanza n − width, utilizzata nei lavori di Information Complexity. In
questo lavoro si sono determinati tali valori, e inoltre si è trovato un algoritmo lineare
quasi ottimale e convergente (asintoticamente ottimale) di identificazione che fornisce
l’errore worst-case misurato secondo la norma H2 . Abbiamo supposto di aver a disposizione dati temporali affetti da rumore e di voler determinare modelli approssimanti
di ordine n. Con il metodo proposto si riesce a determinare il miglior modello approssimante all’interno di una classe di modelli data per un sistema che non necessariamente
appartiene a tale classe.
Inquadramento:
Questo lavoro, se pur con un impatto inferiore rispetto al lavoro successivo (che essendo
più semplice nelle ipotesi e nelle soluzioni ha avuto un seguito maggiore), è comunque
un lavoro basilare, completo e vanta sia citazioni internazionali (8), sia citazioni su libri
di Information Complexity.
[J8] L. Giarré, M. Milanese, M. Taragna. H∞ identification and model quality
evaluation. IEEE Transaction on Automatic Control. Vol. 42, pagg.
188-199, 1997.
Questo regular paper investiga il problema dell’identificazione orientata al controllo
robusto, basata su le metodologie set membership. Si considera di partire da dati nel
dominio del tempo per modelli di tipo misto parametrico-nonparametrico. In questo
lavoro si detemina il modello parametrico e si stima l’errore minimale worst-case di
identificazione sulla parte nonparametrica. Tale errore è detto raggio di informazione.
Sulla base di tale raggio è possibile valutare la bontà del modello stimato, poichè esso
fornisce una misura della capacità predittiva del modello stesso. In questo lavoro sono
presentati esempi di applicazioni e confronti con i metodi classici (statistici) di scelta
dell’ordine del modello.
Inquadramento:
Questo lavoro è stato il primo a risolvere il problema della stima di una misura H∞
worst-case sulle dinamiche modellate a partire dai dati. Insieme al lavoro [J7], che
presentava il primo tentativo di risolvere il problema, in maniera semplificata, ha aperto
un nuovo capitolo nelle metodologie di identificazione secondo l’approccio worst-case
ed è da ritenersi un contributo seminale nel settore. Ha avuto un notevole impatto
scientifico, è stato citato in vari survey e articoli successivi sull’argomento (42volte),
nonché su più di un libro internazionale.
[J9] L. Giarré. Nominal optimal controller with enhanced performance via
adaptive-Q feedback. International Journal of Adaptive Control and Signal
Processing, Vol. 10, pagg. 635-648,1996.
C.V. Laura Giarré
xxvii
In questo lavoro si è impiegato l’algoritmo MUSMAR (un algoritmo mutli-predittivo
adattativo) per sintetizzare in linea il filtro Q della parametrizzazione YJBK utilizzato
per migliorare le prestazioni di un controllore nominale LQ sintetizzato fuori-linea.
Ne è stata analizzata anche la sua convergenza, tramite tecniche ODE. Tale lavoro
presentava in parte uno degli aspetti trattati nella tesi di dottorato.
Inquadramento:
Data la particolarità dell’argomento trattato, l’impatto di questo lavoro è minimale,
anche se la soluzione presentata e l’argomento (un controllore adattativo che cerca
di migliorare le prestazioni di un controllore nominale) sono interessanti e tuttora di
attualità.
[J7] L. Giarré, M. Milanese. H∞ identification and model structure selection.
International Journal of Robust and Nonlinear Control, 1996. Vol. 6, pagg.
367-377, 1996.
Questo lavoro è il primo lavoro degli autori, apparso su rivista, che risolve il problema
dell’identificazione H∞ e della scelta ottimale dell’ordine del modello. Partendo da
modelli misti parametrici e non-parametrici e considerando misure ingresso e uscita
affette da rumore limitato in norma `2 è stato studiato il problema della determinazione
dell’errore in norma H∞ del sistema errore, differenza tra il modello vero e quello
stimato. Si è determinata una espressione analitica del raggio di informazione, una
tipica misura dell’errore di stima, supponendo che la parte parametrica del modello sia
lineare nei parametri.
Inquadramento:
La soluzione presentata è originale e ha permesso nella sua evoluzione successiva di
arrivare al risultato presentato in [J8] . L’impatto del lavoro è minimale,solo 2 citazioni,
anche perchè il lavoro è stato superato dal lavoro successivo che presenta un notevole
numero di citazioni.
[J5] L.Chisci, L. Giarré, E. Mosca. Sidestepping the positive real condition in
RELS via multiple RLS identifiers. Automatica, Vol.29, n.4, pagg.11451148, 1993.
In tale lavoro si è mostrato come l’introduzione di una identificazione multipredittiva
RLS permetta di dimostrare la convergenza senza richiedere la condizione di positività
reale come nel caso della analisi della convergenza locale dell’algoritmo RELS. Questo
è stato mostrato tramite una analisi di tipo ODE dell’ algoritmo di identificazione RLS
predittivo a più passi presentato.
Inquadramento:
Tale lavoro, pur essendo una technical communiques, ha analizzato e risolto un problema metodologico interessante.
[J6] L. Chisci, L. Giarré, E. Mosca.
Indirect and implicit adaptive predictive control of a benchmark plant. Automatica, Vol. 30, n.4, pagg. 577584,1994.
Tale lavoro è nato nell’ambito di un benchmark che è stato pensato per testare varie
metodologie di controllo. In questo articolo si presentano secondo una nuova formulazione, due algoritmi di controllo predittivo adattativo, uno implicito e l’altro indiretto. Tali algoritmi sono quindi testati sull’esempio di benchmark e le loro differenti
caratteristiche sono messe in evidenza.
Inquadramento:
Tale lavoro ha avuto un buon impatto, in quanto presenta una nuova formulazione
esaustiva del problema con un confronto tra i due algoritmi. Ha ricevuto 4 citazioni
internazionali.
[J4] L. Giarré, E. Mosca. Implicit predictive adaptive controller with stochastic
gradient identifiers. IEEE Transaction on Automatic Control, Vol.38, n.7,
pagg. 1135-1139, 1993. In questo lavoro si considerano algoritmi di controllo predittivo implicito a più passi, con particolare attenzione all’algoritmo di identificazione. In
particolare, si verifica che sostituendo l’algoritmo di identificazione ai mimini quadrati
(RLS) con quello a gradiente stocastico (SG), le proprietà di convergenza locale, studiate con una analisi di tipo ODE, appaiono in questo caso deteriorate in confronto a quelle dell’algoritmo predittivo con identificazione RLS. Tale deterioramento di
C.V. Laura Giarré
xxviii
prestazioni, in termini di convergenza, è supportato anche da simulazioni. L’algoritmo
a gradiente stocastico, che è una approssimazione dell’algoritmo ai minimi quadrati è un
algoritmo ampiamente utilizzato per le sue proprietà di basso carico computazionale, e
inoltre, nel caso di controllori predittivi a un passo equipaggiati con algoritmi di identificazione SG, presenta le stesse proprietà di convergenza dell’algortimo classico STURE
(Self Tuning Regulator). Sfortunatamente, le proprietà di convergenza locali dell’algoritmo predittivo a più passi sono evidentemente intrinsecamente legate all’impiego
degli algoritmi RLS, e non si prestano all’utilizzo dell’algoritmo SG.
Inquadramento:
Tale lavoro è stato citato in un survey sugli algoritmi adattativi predittivi.
[J3] E. Mosca, L. Giarré. A polynomial approach to MIMO LQ servo and
disturbance rejection problems. Automatica, Vol. 28, n.1, pagg. 209-213,
1992.
Questo lavoro considera il problema dell’inseguimento ottimale di traiettorie e della
reiezione del disturbo, secondo schemi di controllo a due gradi di libertà per il problema di regolazione lineare quadratico stocastico. Questo lavoro presenta una soluzione
polinomiale al problema. In particolare si sono determinate le condizioni risolutive del
problema in connessione con quello di inseguimento di traiettorie.
Inquadramento:
Tale lavoro ha ricevuto un certo numero di citazioni (6), anche da un libro internazionale, ed è servito anche da base per lo sviluppo di lavori successivi realizzati da
altri colleghi.
[J2] E. Mosca, L. Giarré, A. Casavola. On the polynomial equations for the
MIMO LQ stochastic regulator. IEEE Transactions on Automatic Control,
Vol.35, n.3, pagg. 320-322, 1990.
In questo articolo si considera il problema di regolazione Lineare Quadratico stocastico (LQ) secondo l’approccio polinomiale per impianti MIMO secondo la descrizione
matriciale fratta. In particolare si determinano condizioni sotto le quali si riesca ad
utilizzare una sola equazione diofantina disaccoppiata, rispetto alle due normalmente
utilizzate nella risoluzione del problema.
Inquadramento:
Questo lavoro ha affrontato un problema fondamentale nella soluzione polinomiale del
problema LQ. È un lavoro che ha avuto un notevole impatto scientifico, è stato citato
molte volte anche in libri internazionali, survey e riviste internazionali (11).
[J1] E. Mosca, A. Casavola, L. Giarré. Minimax LQ stochastic tracking and
servo problems. IEEE Transactions on Automatic Control, Vol.35, n.1,
pagg. 95-97, 1990.
Questo lavoro considera il problema dell’inseguimento ottimale di traiettorie, secondo
schemi di controllo a due gradi di libertà. Il riferimento, che deve essere inseguito
dall’uscita all’istante t, si suppone noto nel futuro fino all’istante t + T . Sotto queste
ipotesi, la proprietà di separazione tra controllo in retroazione e diretto è stata estesa al problema stocastico lineare quadratico MINIMAX considerato. In particolare,
supponendo di poter utilizzare un controllore lineare, si risolve il problema secondo
l’approccio polinomiale.
Inquadramento:
Questo è un lavoro di base, che è stato utilizzato in molti lavori successivi sull’argomento, come si può notare dal di citazioni (10) che il lavoro stesso ha avuto da parte
di altri autori.
C.V. Laura Giarré
8
xxix
- Elenco completo delle pubblicazioni
Riviste internazionali
[J27] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti, Quantized Dissensus in Switching Netwotks with death
and duplication of nodes, In print, IEEE Transaction on Automatic Control, 2011.
[J26] I. Tinnirello, L. Giarré, G. Neglia. MAC design for WiFi infrastructure networks: a
game theoretic approach. In print IEEE Transaction on Wireless Communication, 2011.
[J25] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti, Robust control of uncertain multi-inventory systems via
Linear Matrix Inequality, International Journal of Control, August, 83(8), 1723-1740,
2010.
[J24] L. Giarré, G. Neglia, I. Tinnirello. Medium Access in WiFi Networks: Strategies of
Selfish Nodes. IEEE Signal Processing Magazine (SPM), 26(5),124-127, 2009.
[J23] P. Falugi, L. Giarré, Set Membership Identification of nonlinear positive models for biological systems. Systems and Control Letters, 58(7),529-539, 2009,
http://dx.doi.org/10.1016/j.sysconle.2009.03.005.
[J22] D. Bauso, L. Giarré, R. Pesenti, Consensus for networks with unknown but bounded
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Editor di libri
[E1] L. Giarré and B. Bamieh. Multidiciplinary Research in Control: the Mohammed Dahleh
Symposium, LNCIS N. 239, Springer-Verlag, 2003.
Capitoli di libri (collezioni di articoli presentate a congresso, selezionate e poi pubblicate su libro)
[B1] L. Giarré, P. Falugi, R. Badalamenti, Hybrid LPV Modeling and Identification, in
LINEAR PARAMETER-VARYING SYSTEM IDENTIFICATION New Developments
and Trends, P. dos Santos, T. Perdicolis, C. Novara, J. Ramos and D. Rivera, World
Scientific, 2011.
[B2] D.Bauso, L. Giarré and R. Pesenti. Dealing with uncertainty in consensus protocols,
Modeling, Estimation and Control of Networked Complex Systems, CHIUSO, A., FORTUNA, L., FRASCA, M., RIZZO, A., SCHENATO, L., ZAMPIERI, S.. vol. XVI,
HEIDELBERG: SPRINGER, ISBN/ISSN: 978-3-642-03198, 2009.
[B3] D.Bauso, R. Pesenti, L. Giarré. Cooperative Inventory Control, Current Trends in
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C.T.Abdallah, Boston, 2005.
[B4] P. Falugi, L. Giarré, L. Chisci, G. Zappa. LPV predictive control of the stall and surge
for jet engine, Periodic Control Systems-2001, Elsevier, 2001. Edited by S. Bittanti.
[B5] S. Salapaka, L. Giarré and M. Dahleh. On state-space reconstruction of the dynamics
of microcantilever interactions Mathematical Theory of Networks and Systems, pagg.
863-867, Il Poligrafico, Padova, 1998, Edited by A. Beghi, L. Finesso, G. Picci.
[B6] E. Mosca, L. Chisci, and L. Giarré. Sidestepping the Certainty equivalence in 2DOF
Adaptive Control via Multiple Implicit Identifiers, pagg. 41–64. Plenum Press - London,
1993. Edited by M. Karny and K. Warwick.
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Lavori in itinere
[I1] R. Calamai, L. Giarr, Enabling Primary and Specialist Care Interoperability through
HL7v3 CDA Rel.2 and Chronic Care Model: an Italian case study, submitted to IEEE
Trans on System Man and Cybernetics, part A, November 2010
[I3] D. Materassi, M. Salapaka, G. Innocenti, L. Giarré. Model Identification of a Network
as Compressing Sensing, Submitted to Systems and Control Letters, 2011
[I4] D. Bauso, F.Blanchini, L. Giarr, R. Pesenti, Decentralized solution for the constrained
minimum norm flow, submitted to IEEE Trans. on Automatic Control, November 2010
[I5] D. Bauso, L.Giarr, R. Pesenti, Learning through consensus for the convergence to efficient Nash strategies in noncooperative dynamic games, second revision on Mathematical
Methods of Operations Research, 2010.
Conferenze internazionali
[C1] E. Mosca and L. Giarré. A polynomial approach to mimo LQ servo and disturbance
rejection problems. In Proc. of IFAC Workshop on System Structure and Control: State
Space and Polynomial Method, pagg. 175–179, Praga, 1989.
[C2] E. Mosca and L. Giarré. Minimax LQ-stochastic tracking and disturbance rejection
problems. In Proc. 28th IEEE Conf. Decision and Control, pagg. 1473-1477, Tampa
(USA), 1989.
[C3] L. Giarré and E. Mosca. Direct predictive adaptive control with stochastic gradient
identifiers. In Proc. 30th IEEE Conf. Decision and Control, pagg. 1788-1789, Brighton
(UK), 1991.
[C4] E. Mosca, L. Chisci, and L. Giarré. Direct predictive adaptive control of a benchmark
example: MUSMAR. In Proc. of 1st European Control Conference, pagg. 2368-2373,
Grenoble (F), 1991.
[C5] E. Mosca, L. Chisci, and L. Giarré. Sidestepping the certainty equivalence in 2DOF
adaptive control via multiple implicit identifiers. In IFAC Workshop on Mutual Impact
of Computing Power and Control Theory, pagg. 25-36, Praga, pagg. 93-98, 1992.
[C6] L. Chisci, L. Giarré, and E. Mosca. Improving RELS local convergence via long-range
predictive identifiers. In Proc. 31st IEEE Conf. Decision and Control, pagg. 527-529,
Tucson (USA), 1992.
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[C21] L. Giarré, S. Malan and M. Milanese. α-optimality in H∞ identification of low-order
uncertainty models. 36th IEEE Conf. on Decision and Control, San Diego, pagg.175-6
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Tesi
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di Bologna, Firenze e Padova, 1992.
[T2] L. Giarré. Analisi e sintesi di regolatori di processo a struttura P.I.D. ottimali rispetto
a indici di prestazione quadratiche. Tesi di laurea, DSI-Università di Firenze, 1986.
27 agosto 2011
Firma: Laura Giarré

Curriculum Vitae di LAURA GIARR´E

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