Controllo digitale di sistemi dinamici

Livello
Textbook, strumenti didattici
Dati
pp. 304,      1a edizione  2005   (Codice editore 1385.13)

Controllo digitale di sistemi dinamici
Tipologia: Edizione a stampa
Prezzo: € 37,50
Disponibilità: Nulla
Codice ISBN: 9788846464262

Presentazione del volume

Questo volume affronta il problema dell'utilizzo di elaboratori digitali per il controllo in retroazione di sistemi dinamici. Il libro nasce dalla constatazione che, nonostante il controllo digitale sia largamente utilizzato nelle applicazioni pratiche ed abbia raggiunto ormai una caratterizzazione metodologica propria, è spesso considerato nei corsi universitari soltanto un argomento "a margine" della teoria classica del controllo a tempo continuo.

Quest'ultima, d'altronde, pur essendo storicamente rilevante e completamente definita per quanto riguarda gli aspetti teorici, non può che offrire un quadro limitato delle attuali potenzialità dell'Automatica, che vanno dall'algoritmo di controllo implementato al calcolatore fino ai più recenti sviluppi del controllo microprogrammato.

Con questo testo intendiamo fornire un supporto per l'apprendimento delle tecniche di controllo digitale e, forse presuntuosamente, un invito ad un maggiore approfondimento di esse. Il libro si rivolge ad allievi di qualunque Corso di Laurea, con il solo presupposto di una certa familiarità con i sistemi di controllo a controreazione a tempo continuo. A questo scopo, si è scelto di utilizzare solamente l'approccio ingresso-uscita, tralasciando gli aspetti relativi all'impiego della rappresentazione con lo stato, fruibili solo da un numero limitato di lettori in possesso dei prerequisiti necessari.

Per agevolare la lettura, è stata inserita, accanto alle sezioni relative all'analisi ed al progetto dei sistemi di controllo digitale, una parte iniziale contenente dei richiami relativi agli strumenti matematici utilizzati nel testo. La parte più corposa è naturalmente la Sezione riguardante i metodi di sintesi. Si è scelto di privilegiare le tecniche di progetto elaborate direttamente nel dominio del tempo discreto, siano esse tecniche di sintesi per tentativi (tramite luogo delle radici), o tecniche di sintesi diretta (ampia rilevanza è stata data all'approccio polinomiale, che solitamente nei libri di testo non è trattato in modo sistematico ed esaustivo). Inoltre, sono state riportate le tecniche di discretizzazione classiche, e la loro applicazione ai regolatori industriali. Da ultimo, per completezza, è stato aggiunto qualche cenno alla sintesi del controllore a minima varianza. Ciascun capitolo è naturalmente corredato di esempi svolti ed esercizi da svolgere.

Maria Letizia Corradini è professore ordinario presso il Dipartimento di Matematica e Informatica dell'Università degli studi di Camerino. È docente di numerosi corsi tra cui Controlli Automatici, Fondamenti di Automatica, Controllo Digitale, Controllo di Processi.

Giuseppe Orlando è ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Informatica, Gestionale e dell'Automazione presso l'Università Politecnica delle Marche. È docente del Corso di Modellistica ed Identificazione dei Processi Dinamici, e di Progettazione Assistita da Calcolatore di Sistemi di Controllo. Inoltre svolge la sua attività didattica nei corsi di Controlli Automatici e di Automazione Industriale.

Indice


Premessa
Introduzione
(Il problema; Le tecniche di progetto di controlli digitali; Un esempio; Riferimenti)
Parte I. Prerequisiti Matematici
Sistemi e segnali a tempo discreto
(Introduzione; Segnali a tempo discreto; Riferimenti)
La trasformazione zeta
(Introduzione; La trasformata zeta; Serie numeriche di numeri complessi; Serie di funzioni di variabile complessa: serie di potenze; Regione di convergenza della trasformata zeta; Proprietà della trasformata zeta; Trasformata zeta della funzioni più comuni; Calcolo dell'antitrasformata zeta; Esercizi proposto; Riferimenti)
Equazioni alle differenze
(Introduzioni; Equazioni alla differenze lineari e a coefficienti costanti; Esercizi proposti; Riferimenti)
Parte II. Sistemi a dati campionati
Sistemi a dati campionati
(Introduzione; Il campionamento tramite treno di impulsi; L'organo di tenuta; Spettro del segnale campionato; Il Teorema del campionamento; Aliasing; Ricostruzione del segnale; Funzione di trasferimento discreta; Esercizi svolti; Esercizi proposti; Riferimenti)
Mapping s-z
(Introduzione; Relazione tra piano s e piano z: la striscia primaria; Luoghi del piano Z associati a comportamenti transitori assegnati; Esercizi proposti; Riferimenti)
Parte III. Analisi dei sistemi a tempo discreto, lineari, stazionari
Stabilità
(Introduzione; Il criterio di Jury, Trasformazione bilineare e criterio di Routh; Esercizi svolti; Esercizi proposti; Riferimenti)
Risposta di regime permanente
(Introduzione; Forzamento polinomiale: caso generale; Forzamento polinomiale: caso di sistemi di controllo in controreazione; Fedeltà di risposta a regime permanente per forzamento sinusoidale; Esercizi svolti; Esercizi proposti; Riferimenti)
Parte IV. Metodi di sintesi per sistemi a tempo discreto
Sintesi approssimata
(Introduzione; Approssimazione tramite integrazione numerica; Metodo di invarianza della risposta, Scelta del periodo di campionamento; esercizi svolti; Esercizi proposti; Riferimenti)
Regolatori industriali
(Introduzione; Algoritmo di posizione; Algoritmo di velocità; Modifica del termine derivato; Discretizzazione del PID tramite invarianza della risposta al gradino; Schemi realizzativi; Riferimenti)
Sintesi con il luogo delle radici
(Introduzione; Le regole di tracciamento; Esempi di tracciamento del luogo delle radici; Il progetto del controllore con il luogo delle radici; Esercizi proposti; Riferimenti)
Sintesi con l'approccio polinomiale
(Introduzione; Il problema di controllo in termini polinomiali; Richiami sulle equazioni diofantee; Applicazione al problema di controllo; Calcolo della soluzione dell'equazione diofantea; Sintesi con cancellazione; Aggiunta di ulteriori specifiche; Sintesi del controllore deadbeat; Sintesi del controllore ripple-free; Esercizi proposti; Riferimenti)
Controllo a minima varianza
(Introduzione; Richiami sui processi stocastici; Famiglie di modelli di funzioni di trasferimento; Controllo a minima varianza per processi senza ritardo; Esercizi proposti Riferimenti
Bibliografia).