Insegnamento INGEGNERIA DEI SISTEMI DI CONTROLLO
| Nome del corso | Ingegneria informatica ed elettronica |
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| Codice insegnamento | A003156 |
| Curriculum | Ingegneria elettronica |
| Docente responsabile | Paolo Valigi |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2025/26 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-INF/04 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Modellazione di processi nello spazio di stato, simulazione. Proprietà strutturali. Stabilità a la Lyapunov: sistemi lineari, punti di equilibrio per sistemi non lineari (citerio ridotto e criterio diretto). Allocazione degli autovalori, osservatori asintotici dello stato e teorema di separazione separazione. Cenni al filtro di Kalman. Regolatori PID e loro taratura. Cenni a ROS (Robot Operating System) e suo uso per il controllo di un robot mobile. Distribuiti lungo il corso, simulazione al calcolatore, codice matlab/octave e python, realizzazione sperimentale di semplici schemi di controllo per robot, e problemi di motion control in generale. |
| Testi di riferimento | Fondamenti di controlli automatici, di Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, Mc Graw Hill Education, 2015/2024 e dispense a cura del docente. |
| Obiettivi formativi | Comprensione degli strumenti fondamentali per la modellazione nello spazio di stato di sistemi dinamici e per la loro analisi. Comprensione delle proprietà di stabilità, anche in contesti non lineari, e di strumenti per le analisi associate. Comprensione dei metodi per la progettazione di schemi di controllo e di regolatori PID. Capacità di programmazione in matlab/octave e python per problemi di media complessità. Capacità di progettare, realizzare e sperimentare sistemi per il controllo del moto. |
| Prerequisiti | La piena comprensione delle lezioni e del materiale didattico dell'insegnamento di Ingegneria dei Sistemi di Controllo richiede, come prerequisito necessario, il possesso dei contenuti di Fondamenti di Automatica. Inoltre, è importante la conoscenza del calcolo matriciale, di concetti di base sugli spazi vettoriali e sulle equazioni differenziali, sulla manipolazione dei numeri complessi, nonché una adeguata conoscenza di almeno un linguaggio di programmazione. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali. Attività sperimentali in aula |
| Altre informazioni | Il corso prevede alcune ore di attività sperimentale in aula. Saranno inoltre assegnati semplici esercizi di simulazione numerica di sistemi dinamici; sarà possibile sperimentare semplici leggi di controllo su apparati didattici. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Prova scritta e prova orale, entrambe obbligatorie. La prova scritta è finalizzata alla verifica della capacità di analisi e di soluzione dei problemi di sintesi con gli strumenti discussi nel corso. Rispetto a tali strumenti, si verifica la capacità di ottenere il rispetto di assegnate specifiche di comportamento. La prova scritta è finalizzata anche alla verifica della capacità di analisi di modelli nello spazio di stato e delle loro proprietà strutturali. La prova orale è basata su tre domande, sull’intero programma, e l’accesso è consentito agli studenti che abbiano conseguito una votazione sufficente nella prova scritta. E’ volta ad accertare la comprensione, da parte dello studente, degli strumenti teorici fondamentali forniti dall'insegnamento, la loro rielaborazione ed assimilazione, nonché le relazioni tra tali strumenti e le tematiche generali dell'ingegneria informatica ed elettronica. La prova orale, di norma, prevede anche l'accertamento del possesso di buone capacità sia di organizzazione in pseudocodice, o in un linguaggio noto allo studente, di modelli simulazione e di progettazione di schemi di controllo. |
| Programma esteso | Modellazione di processi nello spazio di stato, simulazione. Proprietà strutturali. Stabilità a la Lyapunov: sistemi lineari, punti di equilibrio per sistemi non lineari (citerio ridotto e criterio diretto). Allocazione degli autovalori, osservatori asintotici dello stato e teorema di separazione separazione. Cenni al filtro di Kalman. Regolatori PID e loro taratura. Cenni a ROS (Robot Operating System) e suo uso per il controllo di un robot mobile. Distribuiti lungo il corso, simulazione al calcolatore, codice matlab/octave e python, realizzazione sperimentale di semplici schemi di controllo per robot, e problemi di motion control in generale. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 4. Istruzione di qualità 9. Industria, innovazione e infrastrutture |