Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

OBIETTIVI FORMATIVI:
Fornire allo studente alcune delle tecniche di sintesi in frequenza di controllori per la realizzazione degli schemi di controlli in retroazione per processi lineari. Vengono riviste brevemente le nozioni di stabilità di un sistema lineare e si prosegue con l'algebra a blocchi, schemi di feedback e feedforward, linearizzazione e accenni di identificazione; prestazioni a regime e nel transitorio; margine di fase e guadagno, criterio di Nyquist e luogo delle radici per la sintesi del controllore ed in particolare mediante l'uso delle reti correttrici; regolatore standard PID; concetto di robustezza a variazioni parametriche: funzione di sensitività, variazioni additive e moltiplicative, teorema di Kharitonov; stabilità assoluta, criterio del cerchio e di Popov per non linearità statiche nell'anello di controllo (saturazioni etc.); predittore di Smith e introduzione al problema del disaccoppiamento ingresso/uscita.
Nella seconda parte del corso vengono introdotti i diversi metodi di realizzazione digitale del sistema di controllo, diretto, indiretto, ad emulazione, ricavate le funzioni di trasferimento a tempo discreto equivalente e le tecniche di analisi delle performance ed il re-design del regolatore. Matlab è il software estensivamente usato per il design dei controllori e l'implementazione del codice di controllo di un motore DC è invece realizzato su scheda Arduino (programmazione C-like).


CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Lo studente viene istruito su come progettare uno schema di controllo in grado di soddisfare le specifiche richieste, simulandone il funzionamento e implementandolo su microcontrollore.


CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
La prima verifica d’esame vede lo studente proporre un sistema fisico su cui applicare le metodologie apprese, mostrandone le performance tramite simulazioni Matlab e discutendone l’efficacia. Questo stimola lo studente ad approfondire la comprensione delle metodologie apprese che infine saranno implementate sul microcontrollore per realizzare un sistema di controllo reale, un’esperienza che permette agli studenti di finalizzare il grado delle capacità acquisite.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti vengono dotati dei metodi per la valutazione delle performance del sistema
di controllo ed una serie di esercizi loro proposti permettono di verificare il proprio grado di maturità e l’efficacia della propria preparazione prima di presentarsi alla prova d’esame.

ABILITÀ COMUNICATIVE: La prima verifica d’esame prevede la presentazione del progetto di controllo simulato utilizzando le slides a beneficio della capacità espositiva e comunicativa dello studente. Gli studenti possono optare per un progetto di gruppo qualora partecipino alle gare di robotica (RomeCup) in cui è prevista la presentazione di un progetto innovativo, schemi e hardware, ad una platea di studenti e professori. Questo permette loro di avere un’esperienza importante di team working.
Il lavoro di gruppo è comunque previsto per il progetto pratico del controllo motore in caso lo studente non partecipi alla gara di robotica.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Esercizi, test in classe e la possibilità di proporre progetti innovativi permettono ai ragazzi di testare la propria capacità di apprendimento necessaria al raggiungimento degli obiettivi così da migliorare e/o variare il proprio metodo di studio.