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Programma

Materiale Didattico

Registrazione esami

 

Programma

CONTROLLI AUTOMATICI LA e LB (C.d.L Informatica )

Finalita' del corso

Il corso si prefigge di fornire allo studente una conoscenza di base sui concetti, i metodi, e le tecnologie dei sistemi di controllo automatico. L'enfasi è posta prevalentemente sulla comprensione dei concetti base di sistema e di modello, delle loro proprietà e dei metodi per analizzarle. Nello svolgimento del corso vengono privilegiati i concetti rispetto alla meccanizzazione dei metodi di analisi e sintesi che saranno invece sviluppati appoggiandosi pesantemente su strumenti specifici di CAD. Obiettivo didattico complessivo dei due moduli di Controlli Automatici A è quello di mettere lo studente nelle condizioni di analizzare e progettare semplici sistemi di controllo per impianti ad un ingresso ed una uscita.

Controlli Automatici LA

Programma

Introduzione al corso

Concetti base del controllo: controllo manuale, controllo automatico. Tipologie di controllo: in catena aperta, in retroazione. Proprietà dei sistemi in retroazione: stabilità, robustezza alle variazioni dei parametri, insensitività ai disturbi. Parti componenti di un sistema controllato in retroazione: l'impianto, i sensori, il dispositivo di controllo, gli attuatori.

Sistemi e modelli

Segnali e modelli come rappresentazione formale di grandezze fisiche e sistemi. Tipologie ed uso di segnali e modelli. Modelli integro-differenziali di sistemi elementari e complessi elettrici, meccanici, idraulici, termici. Analogie tra diversi domini fisici. Modelli statici e dinamici, modelli per il controllo.

Analisi dei sistemi

Strumenti matematici per la descrizione dei sistemi lineari: dalle equazioni differenziali alle funzioni di trasferimento. La trasformata di Laplace. Poli e zeri della funzione di trasferimento.

Analisi nel dominio del tempo

Stato, modi, equilibrio. Sistemi del primo e del secondo ordine, risposte indiciali, ruolo degli zeri.

Analisi nel dominio delle frequenze

La trasformata di Fourier di segnali, la funzione di risposta armonica. I diagrammi di Bode e di Nyquist.

Analisi dei sistemi in retroazione

Margine di ampiezza e margine di fase, stabilità. Criterio di Routh, criterio di Nyquist, criterio di Bode, luogo delle radici. Funzioni di sensitività, di sensitività complementare, di sensitività del controllo.

 

Controlli Automatici LB

Programma

Definizione delle specifiche

Stabilità, robustezza, specifiche statiche, specifiche dinamiche. Specifiche nel dominio dei tempi e nel dominio delle frequenze.

Relazioni tra le caratteristiche della funzione di trasferimento ad anello aperto ed il comportamento del sistema in retroazione

Sintesi di semplici regolatori

Progetto analitico: illustrazione del metodo ed analisi critica. Regolatori standard: reti correttrici, regolatori PID. Metodi di taratura dei regolatori standard. Antisaturazione in presenza di azioni integrali. Discretizzazione di semplici regolatori. Il progetto del regolatore sui diagrammi di Bode e mediante il luogo delle radici.

Studio di alcuni problemi di controllo più complessi

Sistemi con ritardo e sistemi poco smorzati

Schemi di controllo più avanzati

Controllo in cascata, precompensazione del riferimento, azioni di controllo in catena aperta, predittore di Smith per sistemi con ritardo. Controllo di posizione di un apparato meccanico.

Nello svolgimento del corso si farà ampio uso di strumenti di CAD specializzati (Matlab, Simulink), che verranno adeguatamente illustrati agli studenti. Per concretizzare l'apprendimento dei concetti sviluppati viene proposto agli studenti lo svolgimento, a gruppi, di semplici progetti di sistemi di controllo utilizzando gli strumenti di CAD sopracitati, con la redazione di una sintetica relazione finale che sarà discussa in sede di esame.

Testi di riferimento

G. Marro "Controlli Automatici", Zanichelli Editore, Bologna.

P. Boltzern, R. Scattolini, N. Schiavoni "Fondamenti di Controlli Automatici", Mc Graw-Hill.

Altro materiale didattico

In questo sito sono disponibili i lucidi delle lezioni.

Esami

Lo svolgimento della prova di esame si basa su prove intermedie ed esame scritti, con approfondimento dei temi svolti nel corso. Per quanto riguarda il 2° modulo, è obbligatorio lo svolgimento di due progetti, scelti tra quelli proposti dal docente, illustrati da una relazione che sarà discussa come prova orale.

Tesi di Laurea:

Sono disponibili temi per Tesi di Laurea sia a carattere metodologico che applicativo sulle tematiche del controllo. Le tesi a carattere applicativo si svolgono presso il Laboratorio di Automazione e Robotica del DEIS e/o presso industrie locali.

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Materiale Didattico

Controlli Automatici LA e LB

 

Lucidi delle lezioni

Il materiale fornito è in formato PDF, visualizzabile con il programma Acrobat Reader 4.0.

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Avvertenza!!

eventuali files con l'asterisco sono in fase di elaborazione, Lo studente è pregato di non stamparli per evitare di doverlo rifare con la versione definitiva

LA

Lucidi singoli a colori Lucidi in formato dispense (b/n)
Introduzione al corso Introduzione al corso
Modelli di sistemi elementari Modelli di sistemi elementari
Trasformata di Laplace Trasformata di Laplace
Risposte di sistemi del 1° e 2° ordine Risposte di sistemi del 1° e 2° ordine
Analisi Armonica Analisi Armonica
Introduzione al Controllo Introduzione al Controllo
Luogo delle Radici Luogo delle Radici
Analisi dei sistemi di controllo in retroazione Analisi dei sistemi di controllo in retroazione

 

Lucidi di raccordo con il 1° modulo Lucidi di raccordo con il 1° modulo

LB

Schemi di controllo avanzati

Schemi di controllo avanzati

Problemi complessi

Problemi complessi

 

Software

Download Matlab - Simulink - Toolboxes v.4.01 by "The MathWorks, Inc." da utlizzare esclusivamente durante il corso. (nome utente: matlab)

Progetti 2001-2002

File Simulink per esercizi sui sistemi poco smorzati

Esempi di problemi di esame

Soluzioni degli esercizi della prima prova intermedia

Domande primo gruppo

Domande secondo gruppo

Risposte temporali

Risultati 1° gruppo (7_12_2000)

Risultati 2° gruppo (7_12_2000)

Risultati 22_12_2000 n.1-2

Risultati 22_12_2000 n. 3-4

 

Risultati esame del 9_1_2001 a

Risultati esame del 9_1_2001 b

 

Situazione complessiva dei voti dell'aa 2000/2001 (file di riferimento per il voto finale)

Risultati esame del 18_1_2001 a

Risultati esame del 18_1_2001 b

 

modulo LB

Risultati prova intermedia del 23 maggio 2001

Domande (entrambi i gruppi)

Esercizi (entrambi i gruppi)

 

Risultati prova intermedia del 16 giugno 2001

Esercizio A (2-1)

Esercizio B (2-1)

 

Soluzione compito del 22 giugno 2001

Soluzione compito del 14 luglio 2001 I modulo

Soluzione compito del 14 luglio 2001 II modulo

Soluzione compito del 18 settembre 2001 I modulo

Soluzione compito del 18 settembre 2001 II modulo

 

 

Specchio complessivo dei voti del corso (Voti aggiornati al 20 settembre 2001)

Gli studenti con voto complessivo degli scritti maggiore o uguale a 15 possono cumulare questo voto con quello del progetto per ottenere una valutazione complessiva registrabile (se >= 18).

Note

Lo studente ricordi che se consegnerà altri compiti (la sola partecipazione alle prove non comporta penalizzazioni) relativi al primo modulo la loro valutazione andrà a sovrascrivere quella attualmente conseguita.

Lo studente ricordi inoltre che è opportuno conseguire un voto valido per il 1° modulo entro le prossime sessioni di gennaio, poichè la prima prova di esame completa (1° e 2° modulo) si svolgerà solo al termine delle sessioni riservate al 4° ciclo (2° modulo) e cioè dopo la prima settimana di luglio 2001.

Anno Accademico 2001/2002

soluzioni dei compiti

compito del 17_11_01 gruppo a

compito del 17_11_01 gruppo b

compito del 17_11_01 gruppo c

compito del 17_11_01 gruppo d

VOTI 17_11_01

Note:

Una votazione compresa tra 45 e 55 è insufficiente, ma può essere mediata con una votazione sufficiente nel modulo LB.

Una votazione superiore a 55 è sufficiente e può essere valida per sostenere l'orale del solo modulo LA. Essa può essere mediata con un voto valido del modulo LB.

Una votazione superiore a 95 corrisponde al massimo dei voti.

 

Esame del 11/12/01

compiti del 11_12_01

voti 11_12_01 (LB)

 

Appelli dicembre 2001

 

Esami del 21/12/01

compiti C.A. LA

voti C.A. LA

compiti C.A. LB (versione aggiornata)

voti C.A. LB

Esami del 16/01/02

compiti C.A. LA

voti C.A. LA

compiti C.A. LB

voti C.A. LB


Appelli gennaio 2002

Controlli automatici LA

mercoledi 16 gennaio 2002 alle ore 14:00 aula 6-2. Lista cartacea al DEIS, chiusa entro il 15/1/2002.

Controlli Automatici LB

mercoledi 16 gennaio 2002 alle ore 16:00 aula 6-2. Lista cartacea al DEIS, chiusa entro il 15/1/2002.

Discussione dei progetti

giovedi 17 gennaio 2002 ore 9:00 aula 5.5 proseguendo, se necessario, venerdi 18.

In considerazione dell'elevato numero di iscritti sarà necessario utilizzare tutta la giornata di venerdi.

La regitrazione è pertanto posticipata al 24 gennaio 2002 ore 15:00

 

Voti complessivi LA e LB a.a. 2001_2002 aggiornato il 16_9_ 2002

Voti complessivi LA e LB conseguiti nell'a.a. 2001_2002 da studenti di anni precedenti

 

Prossimi appelli

intervallo lezioni di dicembre 2002.

Le liste elettroniche sono su: https://uniwex.ing.unibo.it/webex/

 

Esami del 09/04/02

compiti C.A. LA

compiti C.A. LB

Voti esame del 09/04/02

Voti Ca LA

Voti Ca LB

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Esami del 08/07/02

compiti C.A. LA

compiti C.A. LB

Voti esame del 08/07/02

Voti Ca LA

Voti Ca LB

Registrazione esami

La prossima data per la registrazione degli esami è il 18 settembre2002, al termine della discussione dei progetti, nel mio studio al DEIS.

 

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