Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[51314] - CONTROLLO NON LINEARENONLINEAR CONTROL
Giuseppe ORLANDO
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM12] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE Master Degree (2 years) - [IM12] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/04 - AUTOMATICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Elementi di Algebra Lineare e Analisi Matematica, Equazioni Differenziali, Elementi di Teoria dei Sistemi e di Controlli Automatici.

Elements of Linear Algebra and Calculus, Differential Equations, Elements of Linear Systems Theory and Feedback Control of Linear Systems.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni teoriche: 58 ore
Esercizi: 10 ore
Esercitazioni al computer: 4 ore

Theoretical lectures: 58 hours
Exercises: 10 hours
Computer lab: 4 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L'insegnamento consente allo studente di acquisire conoscenze e competenze sull'analisi e la sintesi di sistemi di controllo non lineari e a controreazione. Tali conoscenze andranno ad integrare quelle già apprese in corsi di automazione della Laurea Triennale, e consentiranno allo studente di aumentare la propria competenza nello studio e nella sintesi di sistemi automatici in contesti applicativi diversi, permettendogli così di acquistare una maggiore consapevolezza della natura multidisciplinare dell'ingegneria.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente sarà in grado di affrontare tematiche di sintesi di sistemi automatici, in diversi contesti applicativi, con specifiche spesso contrastanti, e selezionare l'architettura di controllo più adatta al particolare problema. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: 1. la capacità di classificare le specifiche di progetto; 2. la capacità di scegliere la tecnica più opportuna di sintesi; 3. la capacità di valutare in modo appropriato le prestazioni del sistema; 4. la capacità di analizzare criticamente dati sperimentali, lavorando in team con altri elementi coinvolti nello studio del problema.


Competenze trasversali.

L’esecuzione di esercizi di risoluzione di problemi di
controllo non lineare, svolti in aula con l'ausilio di
strumenti CAD, contribuirà a migliorare sia il grado di
indipendenza di giudizio dello studente, sia la sua
capacità di apprendimento in autonomia, sia la
capacità comunicativa che deriva dal confronto con
gli altri.


Knowledge and Understanding.

The course enables students to acquire knowledge and skills on the analysis and synthesis of nonlinear control systems . This knowledge will complete what has been already learnt in the automation courses of the three-years degree, and will enable students to increase their expertise in the study and synthesis of nonlinear systems in different application contexts , thus allowing them to acquire a greater awareness of the multidisciplinary nature of engineering.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The student will be able to deal with topics of nonlinear automated systems synthesis, in different application contexts and with often conflicting specifications, and to select the architecture which best fits the particular problem of nonlinear control. This ability will appear through a series of professional skills, such as: 1. the ability to classify the design requirements ; 2. the ability to choose the most suitable nonlinear synthesis methodology; 3. the ability to appropriately evaluate nonlinear systems performances; 4. the ability to critically analyze experimental data, working in teams with other elements involved in the study of the problem.


Transversal Skills.

The execution of an exercise in solving a nonlinear
control problem , made in the classroom with the help
of CAD tools , will help to improve both the level of
the student's independent judgment , both his ability
to learn iindependently, both the communication
capacity that results from the interaction with the
others.



PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni teoriche: Richiami sui sistemi lineari e stazionari. Analisi di Sistemi non Lineari. Stabilità di Sistemi Autonomi. Stabilità secondo Lyapunov. Stabilità di Sistemi non Autonomi. Ultimate Boundedness, Stabilità ingresso-stato. Elementi di Sintesi: Grado Relativo Locale, Dinamica Zero, Linearizzazione a Feedback, Controllo Sliding Mode, Controllo basato su Passivity.
Esercizi: Stabilità dei punti di equilibrio di un sistema non lineare, Feedback linearization, sintesi di un sistema di controllo non lineare.
Esercitazioni al computer: analisi e sintesi di sistemi di controllo non lineari utilizzando MATLAB e Simulink

Theoretical lectures: References on Time Invariant Linear Systems. Nonlinear Systems Analysis. Stability of Autonomous Nonlinear Systems. Lyapunov Stability. Stability of non Autonomous Nonlinear Systems. Ultimate Boundedness, Input-to-State Stability. Synthesis Elements: Local Relative Degree. Zero Dynamics. Feedback Linearization, Sliding Mode Control, Passivity based control.
Exercises: Stability of equilibrium points in a non linear system, Feedback linearization, control design for a non linear system.
Computer lab: Analysis and design of a non linear control system using MATLAB and simulink.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione del livello di apprendimento degli studenti è costituita da una prova orale, che consiste nel rispondere a tre domande riguardanti i temi trattati nel corso


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve innanzitutto avere la padronanza di tutti gli strumenti matematici necessari alla comprensione degli argomenti trattati nel corso, e dei concetti che sono alla base della teoria dei controlli automatici per sistemi lineari e stazionari a dimensione finita. Deve inoltre conoscere le proprietà fondamentali dei sistemi dinamici non lineari. Deve essere infine in grado di svolgere l'analisi e la sintesi di un sistema di controllo non lineare, utilizzando gli strumenti appresi nel corso, sia da un punto di vista teorico, mostrando di aver compreso approfonditamente tutti gli argomenti studiati, che da un punto di vista pratico, mostrando di saper risolvere esempi ed esercizi sull'analisi e la sintesi dei suddetti sistemi.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

A ciascuna delle domande orali è assegnato un punteggio compreso tra zero e dieci. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla somma dei tre punteggi.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Affinché l'esito della valutazione sia positivo, lo studente deve raggiungere un punteggio complessivo pari almeno a diciotto, col vincolo che in ciascuna delle domande orali la valutazione deve essere pari almeno a sei. La lode è riservata agli studenti che abbiano conseguito la valutazione massima nella prova orale, e che nello svolgimento di tale prova abbiano mostrato una particolare brillantezza. 


Learning Evaluation Methods.

The assessment of student learning consists of an oral exam, which consists of answering three of the topics covered in the course.


Learning Evaluation Criteria.

To successfully pass the assessment of learning, the student must have a competence of all the mathematical tools needed to understand the topics covered in the course, and of all the concepts that are the basis of automatic control theory fot linear time invariant systems. He must also know the fundamental properties of nonlinear dynamical systems and finally he must be able to perform the analysis and the synthesis of a non-linear control system, using the tools learnt in the course, both from a theoretical point of view, showing that he has understood in depth all the topics studied, and from a practical point of view, showing the capability ofsolving examples and exercises on the analysis and synthesis of these systems.


Learning Measurement Criteria.

Each of oral questions is graded with a score between zero and ten. The overall evaluation is the sum of the three scores and is marked out of thirty.


Final Mark Allocation Criteria.

In order to have a positive evaluation, the student must achieve an overall score of at least eighteen, with the constraint that in each of the three oral questions the evaluation must be at least six. Full marks cum laude are given to students who have achieved the highest rating in the oral exam, and have shown a particular brilliance.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Hassan K. Khalil, "Nonlinear Control - GLOBAL EDITION", Pearson, 2014. Hassan K. Khalil, "Nonlinear Systems - Third Edition", Prentice Hall, 2002.

Hassan K. Khalil, "Nonlinear Control - GLOBAL EDITION", Pearson, 2014. Hassan K. Khalil, "Nonlinear Systems - Third Edition", Prentice Hall, 2002.


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no

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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2018-2019
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2018-2019

 


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