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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2004/2005
Facoltà Scuola di Ingegneria dell'Informazione
Insegnamento 070981 - REGOLATORI INDUSTRIALI E CONTROLLO DIGITALE
Docente Leva Alberto
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 509) - CO (118) INGEGNERIA INFORMATICA* AZZZZ070981 - REGOLATORI INDUSTRIALI E CONTROLLO DIGITALE

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi

Il corso si propone di completare la conoscenza di base dell'Automatica acquisita nel corso di Fondamenti di Automatica. Impiegando gli strumenti metodologici di base della Teoria dei Sistemi e dei Controlli Automatici, si affronta operativamente il problema del progetto dei sistemi di controllo, partendo da casi semplici e giungendo a trattare le fondamentali strutture di controllo impiegate nelle applicazioni. Inoltre, vengono fornite le competenze di base sulla teoria dei sistemi dinamici a tempo discreto e le nozioni fondamentali per l’implementazione dei sistemi di controllo con tecnologia digitale. Sulla base di tutte queste nozioni, si studiano la struttura ed il funzionamento di semplici regolatori industriali, affrontando le problematiche di base relative alla creazione del relativo software.

Programma dettagliato

1. Progetto di regolatori monovariabili in retroazione
1.1. Controllo di un sistema asintoticamente stabile a fase minima: metodo di Bode, ottenimento di una precisione statica, di un grado di stabilità e di una velocità di risposta assegnati, attenuazione di disturbi in andata e/o in retroazione.
1.2. Estensioni fondamentali: controllo di sistemi semplicemente stabili e di sistemi con ritardo e/o zeri nel semipiano destro, progetto con vincoli sull’azione di controllo; cenni al progetto in presenza d’incertezza nel modello del sistema.
2. Strutture di controllo
2.1. Generalità sulle strutture di controllo
2.2. Principali strutture di controllo: controllo in cascata, controllo con disaccoppiamento, predittore di Smith, schema a modello interno (IMC); cenno al controllo con split-range.
  3. Regolatori industriali PID e loro taratura
3.1. Generalità sui regolatori PID industriali: principali problemi implementativi: antiwindup, tracking, commutazione automatico-manuale.
3.2. La forma standard ISA: pesatura del set point, filtraggio dell’azione derivativa.
3.3. Metodi per la taratura dei regolatori PID: concetti generali; metodi di Ziegler-Nichols in anello aperto e chiuso, metodo di Dahlin, metodo IMC, metodo “kappa-tau”.
4. Sistemi dinamici lineari tempo-invarianti a tempo discreto
4.1. Concetti fondamentali: rappresentazione nello spazio di stato, stabilità e autovalori, risposte canoniche.
4.2. Trasformata Zeta: definizione e proprietà fondamentali.
4.3. Funzione di trasferimento dei sistemi dinamici LTI a tempo discreto: definizione, calcolo, legami con la rappresentazione nello spazio di stato, stabilità e poli, calcolo di risposte.
5. Realizzazione digitale dei regolatori analogici
5.1. Concetti generali: campionamento e tenuta, scelta del periodo di campionamento, discretizzazione esatta ed approssimata con i metodi di Eulero e di Tustin, scrittura della legge di controllo a tempo discreto. 
5.2. Il regolatore PID ISA digitale: implementazione di antiwindup, tracking e commutazione automatico-manuale; scrittura del codice e relative considerazioni.

Note Sulla Modalità di valutazione
Sono previste due prove di valutazione, una a metà e una alla fine del corso, oltre agli appelli nei periodi previsti dalla Facoltà.

Bibliografia
1. Testi di riferimento
P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, “Fondamenti di controlli automatici”, Mc Graw-Hill.
P. Bolzern, “Elementi di automatica - Sistemi a tempo discreto e controllo digitale”, Masson.
2. Eserciziari
P. Bolzern, N. Schiavoni, “Elementi di automatica: esercizi”, Masson.
G. Guardabassi, P. Rocco, “Esercizi di controlli automatici”, Pitagora Editrice.

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
32.0
esercitazione
14.0
laboratorio informatico
6.0
laboratorio sperimentale
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
20/10/2020