anello aperto o anello chiuso - Istituto Nazionale di Fisica...

Laboratorio di elettronica 1

Concetti fondamentali ed un po’ di “gergo” su Sistemi di controlloSistemi di controllo :

1) Sistema di controllo del tipo ad anello aperto oo anello chiusoazione di controllo indipendente oo influenzata dall’uscita;

Analogia con “RLC” o con “RLS”.

NON E’ POSSIBILE AVERE UN NON E’ POSSIBILE AVERE UN SISTEMA DI CONTROLLO AD ANELLO CHIUSO SENZA UNSISTEMA DI CONTROLLO AD ANELLO CHIUSO SENZA UNSEGNALE DI RETROAZIONE (SEGNALE DI FEEDBACK) SEGNALE DI RETROAZIONE (SEGNALE DI FEEDBACK) cioe’cioe’UN SEGNALE UN SEGNALE D’USCITAD’USCITA RIPORTATO ALLO STADIO DI INGRESSO;RIPORTATO ALLO STADIO DI INGRESSO;

2) Sistema di controllo di tipo automatico oo manualenon richiede oo richiede intervento umano per il suo funzionamento;


CERVELLOMOVIMENTO

DELMUSCOLO

RETROAZIONEVISIVA

EsempioEsempio di sistema di controllo manuale: “riuscire a prendere un bicchiere da un tavoloallungando una mano”

Vengono confrontati: Il valore effettivo della variabile controllata (VM)variabile controllata (VM) con il valore desiderato (SP);valore desiderato (SP);il comando viene aggiustato in modo che i due valori si avvicinino il piu’ possibile;

Il feedbackfeedback da uno dei sensi (visivo, uditivo,…)e’ la parte piu’ importante dell’intero processo;

VMVMPosizione reale

della mano

SPSPPosizione desiderata

della mano


Controllo manuale della temperatura di una stanzaControllo manuale della temperatura di una stanza L’uomo, in base alla lettura del termometro decide quando spengere o accendere il ventilatore in modo che la temperatura della stanza risulti “confortevole”.


Controllo manuale della Controllo manuale della velocita’velocita’ di una autovetturadi una autovettura L’uomo, in base alla lettura del tachimetro ed in base al rumore del motore, decide quando premere o rilasciareil pedale dell’acceleratore in modo che la velocita’ dell’auto sia quella voluta.


Volendo effettuare un’azione di controllo con un ROBOTROBOT si scopre che:solo se e’ possibile MISURAREMISURARE allora e’ possibile CONTROLLARECONTROLLARE;

Il 1° passo per la costruzione di un sistema di controllo e’ laCONOSCENZA di un MODELLO MATEMATICO CONOSCENZA di un MODELLO MATEMATICO del processodi interesse che permetta di INDIVIDUARE le VARIABILIINDIVIDUARE le VARIABILIche caratterizzano il processo stesso.

Esempio: Pilota automaticoPilota automatico

Pedaleacceleratore(Attuatore)

Misuratoredi velocita’(Sensore)

Azione diControllo

(Elaborazione)

Processo

controllore

misura


Sistema di controllo ad anello chiuso automaticoSistema di controllo ad anello chiuso automatico::

I compiti svolti dal “cervello umano” nel sistema di controllo manualevengono ora attribuiti al blocco controllore (detto anche regolarore o compensatore)che necessita di un sommatore per valutare l’errore (E) da passare al controllore;

Disturbo

ΣΣ CONTROLLORE++

TRASDUTTORE

--SPSP

VMVM

EE ELEMENTO DI CONTROLLO

FINALEPROCESSOPROCESSO

E=(SP-VM)

VariabileControllata

VariabileManipolata

Segnale di feedback

Requisiti di un sistema di controllo: SP(t) ≅ VM(t) | E(t) | | E(t) | ≅≅ 00


Controllo automatico (meccanico)Controllo automatico (meccanico) del livello dell’acqua in un serbatoiodel livello dell’acqua in un serbatoio


Un tipo di ATTUATOREATTUATORE MECCANICO: VALVOLAVALVOLA


Esempio : il PATHFINDER atterrato sul suolo di MartePATHFINDER atterrato sul suolo di Marte il 14 luglio 1997era composto da una stazione fissa (Lander) ed una mobile (Rover)

Dati

Dati


Il Rover deve:

1) Localizzarsi, ovvero trovare le proprie coordinate;

2) Fornire i comandi opportuni alle ruoti motrici per seguire il percorso richiesto;

3) Una volta raggiunta la posizione voluta attivare lo spettrometro di massaper analizzare le rocce selezionate;

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