A.A. 2008/2009
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE
PROGRAMMA DEL CORSO DI
CONTROLLO DIGITALE (cfu 6)
DOCENTE:
dott. Gianfranco FENU
Propedeuticità: Fondamenti di Automatica, Analisi matematica 1 e 2, Algebra lineare e elementi
di geometria
Introduzione: definizione di segnale a tempo discreto e motivazioni all’utilizzo di controllori a
tempo discreto. La Z-trasformata.
Modelli dinamici: sistemi dinamici lineari, stazionari, a tempo discreto
• modelli in equazioni di stato, funzioni di trasferimento e schemi a blocchi;
• analisi del comportamento di sistemi dinamici lineari, stazionari, a tempo discreto;
• stabilità:
o criteri semplificati: condizioni sufficienti alla stabilità, condizioni necessarie alla
stabilità;
o criterio di Jury;
o trasformazione bilineare e criterio di Routh-Hurwitz;
• risposta a regime permanente.
Sistemi a segnali campionati: campionamento, aliasing, scelta del periodo di campionamento:
• tecniche di conversione continuo-discreto:
o trasformazione per invarianza della risposta allo scalino e per invarianza della
risposta all’impulso
o tecniche approssimate: metodi basati sulle formule di integrazione numerica
metodo di “Eulero esplicito”, di “Eulero implicito”, “regola dei trapezi” o
trasformata di Tustin;
trasformazione diretta di zeri e poli
Analisi e sintesi di sistemi di controllo a tempo discreto: stabilità, precisione e prestazioni di un
sistema di controllo a tempo discreto.
• Sintesi di controllori a tempo discreto: panoramica delle tecniche approssimate e tecniche
analitiche.
o Progetto per discretizzazione: tecniche approssimate:
metodo di “Eulero esplicito”, di “Eulero implicito”;
“regola dei trapezi” o trasformata di Tustin, discretizzazione con la tecnica
“hold equivalence”;
o Utilizzo della trasformata di Tustin e sintesi del controllore nel “piano w”.
o Tecniche di progetto diretto con approccio polinomiale:
Sintesi per assegnazione del modello;
Sintesi di regolatori “dead-beat”: progetto semplificato;
Cenni al problema del “ringing” e sua minimizzazione;
Sintesi per assegnazione dei poli: risoluzione dell’equazione diofantina;
Sintesi per assegnazione di poli e zeri.
Regolatori standard digitali: descrizione e sintesi di regolatori standard a segnali campionati
• Tecniche di sintesi approssimata, per discretizzazione di regolatori standard a tempo
continuo;
Il progetto assistito dal calcolatore: uso degli strumenti Matlab/Simulink per la simulazione di
sistema a segnali campionati e per il progetto di controllori a segnali campionati.
TESTI CONSIGLIATI (disponibili in biblioteca in diverse copie)
TESTI DI RIFERIMENTO
1. Bonivento, Melchiorri, Zanasi,
“Sistemi di controllo digitale”, Esculapio
(disponibile in Biblioteca), capitoli più attinenti al corso: 1—8, 10—11
2. Bolzern, Scattolini, Schiavoni, “Fondamenti di Controlli automatici”, 2a ed.
McGraw-Hill (disponibile in Biblioteca)
3. Cavallo, R. Setola, F. Vasca “Guida operativa a MATLAB, SIMULINK e Control
toolbox”, Liguori, 1994. (consigliato per l’utilizzo del software MATLAB)
