Fondamenti di Automatica - DEI
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Fondamenti di Automatica - DEI
Classe delle lauree in: Ingegneria dell’Informazione (L-8) Corso di laurea in: Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Settore scientifico disciplinare: Automatica (ING-INF/04) Anno accademico: 2013 - 2014 Tipo di attività Ambito disciplinare: CFU: formativa: Ingegneria Informatica 6 Caratterizzante Titolo dell’insegnamento: Codice Tipo di insegnamento: Fondamenti di Anno: Semestre: dell’insegnamento: Obbligatorio per il curriculum Automatica – II secondo Secondo EIA Modulo: Progettazione di sistemi di controllo DOCENTE: Ing. Paolo Lino (Ricercatore di Automatica e titolare del corso) ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE: 40 ore di lezioni teoriche (5 CFU), 16 ore di esercitazioni (1 CFU) PREREQUISITI: Risoluzione di equazioni differenziali, modelli dinamici di sistemi lineari elettrici e meccanici, tecniche di analisi di sistemi retroazionati. Poli, zeri e risposte di sistemi lineari agli ingressi canonici. OBIETTIVI FORMATIVI: Fornire gli elementi di base per la sintesi di sistemi di controllo in retroazione nell’ambito della variabile complessa. CONTENUTI: Analisi armonica dei sistemi lineari. Introduzione alla funzione di risposta armonica. Teoremi fondamentali: equivalenza fra risposta all’impulso, funzione di trasferimento e funzione di risposta armonica. Cenni sulla determinazione sperimentale della funzione di risposta armonica. Tracciamento e composizione dei diagrammi di Bode approssimati da andamenti asintotici. Risposta armonica dei sistemi del I e del II ordine. Fenomeno della risonanza. Sistemi con ritardo puro. Diagrammi polari. Sistemi a fase minima. Analisi della stabilità nel dominio della frequenza. Il criterio di Nyquist. Margini di stabilità (ampiezza e fase). Regolatori standard e loro taratura (metodi di Ziegler e Nichols). La taratura mediante approccio in frequenza. Taratura per cancellazione poli/zeri. Sintesi di reti correttrici. Sintesi in frequenza delle reti ritardatrice e anticipatrice. La sintesi per sistemi con ritardo puro. Esercitazioni numeriche su tutti gli argomenti trattati. Esercitazioni su tutti gli argomenti trattati. METODI DI INSEGNAMENTO: Lezioni ed esercitazioni in aula impartite alla lavagna con metodo tradizionale. Casi di studio eventualmente illustrati con videoproiettore. CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE: Acquisire la metodologia ed i procedimenti di sintesi per risolvere, non solo analiticamente, ma eventualmente anche con metodi numerici e con l’aiuto del calcolatore, i problemi di sintesi dei controllori di sistemi semplici. SUPPORTI ALLA DIDATTICA: PC e Videoproiettore. CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME: A scelta dello studente, un esonero scritto al termine del modulo, o una prova scritta con una successiva discussione orale facoltativa relativa al programma dell’intero insegnamento. TESTI DI RIFERIMENTO PRINCIPALI: Marro, “Controlli Automatici”, Zanichelli ULTERIORI TESTI SUGGERITI: Golnaraghi, Kuo, “Automatic Control Systems”, J. Wiley & Sons Nise, “Control System Engineering”, J. Wiley & Sons G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini, “Feedback Control of Dynamic Systems”, Addison-Wesley. ALTRE INFORMAZIONI: Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell'Informazione (DEI), Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it) Stanza docente 4° piano edificio ex Architettura (Campus, Bari), tel. 0805963639 (ufficio), e-mail: [email protected]. Sito URL del corso: http://c3lab.poliba.it/index.php/PaoloLino Degree class: Information Engineering Type of course Characterizing Disciplinary area: Information Engineering First level (three years) degree: Electronic and Telecommunication Engineering Scientific Discipline Sector: Control Systems Engineering (ING-INF/04) Academic year: 2013 - 2014 ECTS Credits: 6 Title of the course: Fundamentals of Type of course: Control Systems Code: Year: Semester: Required subject for EIA nd nd Engineering – 2nd 2 year 2 curriculum Module: Control Systems Design LECTURER: Dr. Ing. Paolo Lino (Assistant Professor of Control Systems Engineering and course holder) HOURS OF INSTRUCTION: Theory: 40 hours (5 ECTS). Numerical applications: 16 hours (1 ECTS). PREREQUISITES: Differential equations, dynamical models of linear electrical and mechanical systems, analysis methods for feedback dynamical systems. Poles and zeros of linear systems; responses of dynamical systems to canonical signals. AIMS: To give to students the basic elements for the synthesis of feedback control systems in the complex frequency domain. CONTENTS: Analysis of dynamical systems in the frequency domain. Frequency response, Bode and Nyquist plots. Stability in the frequency domain. Nyquist criterion and margins of stability. Controller design: objectives and design criteria. Direct methods. Methods in frequency domain (PID, lead, lag and lead-lag compensators). PID tuning methods. Closed-loop control with time-delays. Numerical exercises: cover all the mentioned topics. TEACHING METHODS: Lectures given in the conventional manner eventually supported by informatics multimedia. EXPECTED OUTCOME AND SKILLS: At the end of the course, a successful student acquires a good knowledge (methodology, procedures, techniques) to approach and solve, analytically and with the aid of the computer, problems of synthesis of simple SISO control systems in the frequency domain. TEACHING AIDS: PC and Video projector. EXAMINATION METHOD: Upon single pupil appointment, a written exemptions (after module) in classroom or a written test followed by an optional oral examination. BIBLIOGRAPHY: G. Marro, “Automatic Control”, Zanichelli (in Italian) FURTHER BIBLIOGRAPHY: Golnaraghi, Kuo, “Automatic Control Systems”, J. Wiley & Sons Nise, “Control System Engineering”, J. Wiley & Sons G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami-Naeini, “Feedback Control of Dynamic Systems”, Addison-Wesley. FURTHER INFORMATIONS: Department of Electrical and Information Engineering (DEI), Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it) Lecturer room at 4th floor, ex Architecture building (Campus, Bari), phone 0805963639 (office), e-mail: [email protected]. URL site of course: http://c3lab.poliba.it/index.php/PaoloLino (in Italian).