TEORIA DEI SISTEMI

A.A. 2012/13

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMI

l Prof. Paolo Valigil e-mail: paolo.valigi@unipg.it, valigi@diei.unipg.it l Telefono: 075-585-3684 l Studio: secondo piano DIEIl Ricevimento: Mercoledì pomeriggio, 15-17 (sempre ..., appuntamento e-mail)

venerdì 1 marzo 2013

SISTEMI REALI

venerdì 1 marzo 2013

SISTEMI REALI (2)

xk+1 = xk + a - xk2

xk+1 = 0.5 xk + uk

xk+1 = xk + xk-1

venerdì 1 marzo 2013

IN PRATICA

Sistema

Assegnati:•un segnale di ingresso •un sistema dinamico

come sarà il segnale di uscita?

?

Quali proprietà del sistema determinano le caratteristiche dell’uscita?

Analisi -> Sintesi -> Progetto

venerdì 1 marzo 2013

ESEMPI: AMP-D

Amp-D

venerdì 1 marzo 2013

ESEMPIO: CANALE DIGITALE

Canale

venerdì 1 marzo 2013

ESEMPIO: MOTORE CC

Motore cc

venerdì 1 marzo 2013

ESEMPIO: CONTROLLO MOTORE

Motore ccRegolatore(digitale)

Regolare la velocità (o la posizione) del motore

venerdì 1 marzo 2013

TDS: VINCOLI FISICIl IBM PC (model 5150)l Released August 12, 1981l Discontinued April 2, 1987l Processor Intel 8088 @ 4.77 MHzl Memory 16KB ~ 640KBl OS IBM BASIC / PC-DOS 1.0

tempo

tens

ione

venerdì 1 marzo 2013

Sistemi Dinamici

Sito 1 Sito 2 Sito n

Modello di popolazione (e.g., corso di studi triennale)

TDS: VINCOLI FISICI

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMI

Come descrivere in modo quantitativo il comportamento di sistemi dinamici?

Simulati al calcolare

Modelli matematici

Con capacità predittiva ?

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMI

x = stato del sistemau = ingresso (e/o disturbo) al sistema

y = uscita del sistema

Sistema dinamico: equazione differenziale ordinaria (lineare, coefficienti costanti)

Sistemi lineari, stazionari, a dimensione finita, causali

segnali}

Brief Article

The Author

September 24, 2010

1 First section

x = Ax+Bu, x ! Rn, u ! Rm

y = Cx+Du, y ! Rp

1

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMI

x = stato del sistemau = ingresso (e/o disturbo) al sistema

y = uscita del sistema

Sistema dinamico: equazione alle differenze finite (lineare, coefficienti costanti)

Sistemi lineari, stazionari, a dimensione finita, causali

segnali}

Brief Article

The Author

September 24, 2010

1 First section

x(k + 1) = Ax+Bu, x ! Rn, u ! Rm

y = Cx+Du, y ! Rp

1

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMIPrerequisiti

l Numeri complessil Calcolo differenzialel Calcolo matriciale (prodotti, determinanti, inverse)l Algebra lineare (autovettori ed autovalori, spazi

vettoriali, basi)l Equazioni differenzialil Concetti di base di Fisica (meccanica, Kirchoff, ... )l ... e tutto quanto fatto nel corso di AM1

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMI: PROGRAMMA

Introduzione allo studio dei sistemi dinamici [3 ore]Analisi di sistemi lineari (TC e TD) [32 ore]Proprietà strutturali [6 ore]Stabilità e stabilità dei sistemi retroazionati [20 ore]Progetto di regolatori [8 ore]Programmazione (C/C++ e Matlab) in aula [12 ore]

venerdì 1 marzo 2013

TDS: CONCETTI FONDAMENTALI

• Stato interno • Modi naturali• Funzione di trasferimento• Risposta impulsiva e indiciale• Risposta armonica/in frequenza

• Diagrammi di Bode• Banda passante

• Stabilità• Retroazione (nozione)

venerdì 1 marzo 2013

TDS: ESAME

Prova scritta + prova oraleProva scritta e prova orale vanno sostenute nello

stesso appello (sedute distinte, 1-2 settimane)

Voto finale: media (di norma ...)

Le regole sono diverse dal passato!

(Per a.a. precedenti, “onere prova” a carico dello studente)

venerdì 1 marzo 2013

TDS: ESAME (2)Prova scritta: 2 esercizi numerici

l Durante il compito sono ammesse solo penne !!!l Ad esempio: no appunti, no testi, no calcolatrice !!l Durata compito: 2 orel Valutazione: fino a 30/30, 15 max per esercizio

l Libro di esercizi in rete con tutti i testi di esame ed alcune soluzioni

l Esercizi d’esame svolti in aula durante il corso

l Non solo RLC

venerdì 1 marzo 2013

TDS: ESAME (3)

Prova orale: 3 domande, circa 30 minuti• due su tutto il programma;

• la terza domanda, di norma, sul compito scritto

Sono ammessi alla prova orale gli studenti che conseguono, allo scritto, una votazione maggiore o uguale a 15/30.

venerdì 1 marzo 2013

TDS: ESAME (4)

Prova orale - Criteri di valutazionel C1: Copertura del programma l C2: Comprensione dei contenutil C3: Assimilazione e rielaborazione dei contenutil C4: Relazioni e connessioni con altri corsi

Per avere il voto massimo, tutti i criteri devono essere verificati !!

Per la sufficienza, almeno C1 e C2 !!

venerdì 1 marzo 2013

TDS: ESAME (5)Date prove scritte

• 6 giugno 2013

• 27 giugno 2013

• 30 luglio 2013

• 10 settembre 2013

Date prove orali (orientative)

• 6 giugno 2013 -> 11 giugno 2013, 25 giugno 2013

• 27 giugno 2013 -> 2 luglio 2013, 23 luglio 2013

venerdì 1 marzo 2013

TDS ON WEBPrenotazione alle prove di esame (scritto)Portale SOL www.segreterie.unipg.it - accesso studenteesame del 6 giugno 2013 già presente

Cortesia: provate e commentate

Materiale didatticowww.sira.diei.unipg.it -> Teaching -> teoria dei sistemiAd accesso ristretto:

utente: Studente_TdS psw: TdSPerugiaCortesia: provate e commentate

Contiene:

• libro,

• slide lezioni (se del caso), testi e risultati esami (in futuro)

• codice,

• AOBvenerdì 1 marzo 2013

TDS: MATERIALE DIDATTICOTesto di riferimento:

P. Valigi. Elementi di Teoria dei Sistemi. Edizione 2013.

Disponibile sul sito webwww.sira.diei.unipg.it - sezione Teachingin formato pdfNella versione corrente con licenza Creative Commons

Un singolo argomento da

P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di controlli automatici, McGraw-Hill, 2008 (3' ed.)

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMIMateriale integrativo

l A. Giua, C. Seatzu, Analisi di Sistemi dinamici, Springer, 2005.

l O.M. Grasselli, L. Menini, S. Galeani. Sistemi dinamici. Introduzione all'analisi e primi strumenti di controllo.Hoepli, 2008

l E. Fornasini, G. Marchesini, Appunti di Teoria dei Sistemi, Ed. Libreria Progetto, Padova 1994

l T. Kailath, Linear Systems, Prentice Hall, 1980.

l L. Menini, A. Tornambè, Controlli Automatici, Progetto Leonardo, Bologna, 2000

venerdì 1 marzo 2013

VALUTAZIONE 11/12

venerdì 1 marzo 2013

TDS: VALUTAZIONE 11/12

In accordo con i colleghi in parallelo (e come regola di CdS!)

gli esoneri non sono previsti

venerdì 1 marzo 2013

TEORIA DEI SISTEMIIl problema della stabilità

Takoma bridge !!!

venerdì 1 marzo 2013

MODELLAZIONE

Sistema: autovettura in viaggio (e.g., autostrada)

Velocità istantanea: v(t)

Posizione corrente: p(0)

Domanda: quale sarà la posizione tra 1 h?

Quale modello?

Come simulare il sistema? (analisi al calcolatore)

venerdì 1 marzo 2013