Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I085] - FONDAMENTI DI AUTOMATICAFUNDAMENTALS OF AUTOMATICS
Andrea MONTERIU'
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT09] INGEGNERIA GESTIONALE First Cycle Degree (3 years) - [IT09] MANAGEMENT ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2018-2019
Anno regolamentoAnno regolamento: 2017-2018
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/04 - AUTOMATICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Equazioni differenziali, Algebra lineare, Numeri complessi

Differential equations, Linear algebra, Complex numbers


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Il corso si svolge attraverso lezioni frontali sia alla lavagna che attraverso strumenti digitali. Le lezioni sono corredate da esercitazioni sugli argomenti spiegati a lezione.

The course takes place through frontal lessons using the blackboard and through digital tools. The lessons are accompanied by exercises and tutorials on all topics of the course.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il corso si propone di fornire nozioni e conoscenze metodologiche di base dell’Automatica. Tali conoscenze sviluppano la capacità di formalizzare e comprendere le problematiche di analisi e, in relazione a specifici aspetti, di modellazione e analisi di dispositivi e sistemi dinamici negli ambiti di applicazione della disciplina nel settore ingegneristico.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Gli studenti che hanno seguito il corso con profitto sono in grado di modellare e analizzare il comportamento di sistemi dinamici lineari, invarianti a tempo discreto e a tempo continuo, risolvendone i relativi problemi di stabilizzazione mediante retroazione dallo stato e dall'uscita.


Competenze trasversali.

Particolare attenzione è rivolta allo sviluppo di capacità di autovalutazione e di comunicazione. Attraverso lo svolgimento di esercizi individuali e di esercitazioni guidate, lo studente sviluppa la propria capacità di apprendere valutando la completezza e l’adeguatezza della propria conoscenza; l’autonomia di giudizio nell’impostare e risolvere problematiche di modellazione, analisi e controllo; le capacità comunicative ed espositive nel formulare e descrivere correttamente le soluzioni trovate ai problemi considerati.


Knowledge and Understanding.

The course provides students with basic knowledge and methodologies for analyzing the dynamic systems. Such knowledge gives the skills to understand and to analyze issues for modeling and control of dynamical systems in engineering applications.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Students who have followed the course with profit are able to model and analyze the behavior of linear, invariant, continuous and discrete time systems, solving their stabilization problems by state and output feedback.


Transversal Skills.

Particular attention is paid to increase the self-assessment and communication skills of each student. By carrying out individual exercises and participating in problem solving sessions, each student develops his or her ability to learn by evaluating the completeness and adequacy of his or her knowledge; The autonomy of judgment in setting and solving problems of modeling, analysis and control; The communicative and exhibition skills in formulating and describing the solutions of the considered problems.



PROGRAMMA PROGRAM

Il corso intende presentare i concetti fondamentali dell'Automatica e alcune interessanti problematiche della disciplina. In particolare, verranno trattate le tecniche di base per l'analisi dei sistemi dinamici lineari a tempo discreto e a tempo continuo, le tecniche per la stabilizzazione mediante retroazione dallo stato e dall'uscita, e alcune metodologie per la risoluzione di semplici problemi di controllo. Il riassunto degli argomenti trattati è il seguente:
- Introduzione ai Sistemi Dinamici;
- Sistemi Dinamici Lineari Stazionari;
- Sistemi, modelli e loro classificazione;
- Modelli Ingresso-Uscita;
- Modelli in Variabili di Stato;
- Linearizzazione di Sistemi Non-Lineari;
- Modellazione di Sistemi Fisici Reali;
- Sistemi lineari a Tempo Continuo e a Tempo Discreto;
- Analisi nel dominio del tempo dei modelli Ingresso-Uscita;
- Analisi nel dominio del tempo dei modelli in Variabili di Stato;
- Calcolo della risposta a tempo continuo e a tempo discreto;
- Regime Permanente e Transitorio;
- Analisi modale;
- Trasformata di Laplace;
- Trasformata Z;
- Analisi nel dominio della variabile di Laplace;
- Analisi nel dominio Z;
- Stabilità interna ed esterna;
- Stabilità secondo Lyapunov: Definizioni e Funzioni di Lyapunov per la stabilità;
- Proprietà strutturali: Raggiungibilità, Osservabilità, Controllabilità, Ricostruibilità;
- Retroazione dallo stato, Osservatori e Retroazione dall'uscita;
- Assegnazione degli autovalori;
- Introduzione alle problematiche di sintesi dei controllori.

The course aims to provide the theory fundamentals of the dynamic systems and some interesting problems about the automatic control theory. In detail, analysis methods of linear time-invariant systems will be studied, in continuous-time and discrete-time, stability analysis and state- feedback and output-feedback techniques are addressed together with some methodologies to solve simple control problems. The various topics covered are as follows:
- Introduction to dynamical systems;
- Linear Time Invariant Systems;
- Systems, Models and their classification;
- Inpunt-Output Models;
- State Variable Models;
- Non-Linear Systems Linearization;
- Modelling of Real Physical Systems;
- Continuous-time and Discrete-time Systems;
- Time Domain Analysis of Input-Output Models;
- Time Domain Analysis of State Variable Models;
- Time-Domain Responses of Continuous and Discrete Time Model;
- Transient and Permanent Regime of Linear Systems;
- Modal Analysis;
- Laplace and Zeta Transforms;
- s-Domain Analysis;
- z-Domain Analysis;
- Internal and External Stability of Linear Systems;
- Lyapunov Stabilty: definitions and functions of Lyapunov stability;
- Structural properties: Reachability, Observability, Controllability, Detectability;
- State-feedback, output-feedback techniques and observers;
- Eigenvalue assignment;
- Introduction to controller design.


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

La valutazione del livello di apprendimento del singolo studente è costituita da una prova scritta e da una prova orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di esercizi proposti su argomenti trattati nel corso. La prova orale consiste nel rispondere a due fra i temi trattati nel corso e, per motivi organizzativi, si potrà svolgere nello stesso giorno della prova scritta, o nei giorni successivi. In ogni caso, la prova orale deve essere sostenuta nello stesso appello della prova scritta. Nel caso in cui la valutazione complessiva sia insufficiente, lo studente dovrà ripetere l'esame interamente. Durante il corso possono essere proposti elaborati di approfondimento di alcuni argomenti, non obbligatori, che il docente verificherà e terrà in considerazione nel valutare il percorso formativo dello studente.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso la prova scritta e quella orale, di aver compreso i concetti trattati nel corso relativi all'analisi dei sistemi dinamici e deve dimostrare di avere la padronanza dei criteri e delle tecniche di valutazione delle prestazioni di sistemi lineari sia a tempo discreto che continuo, 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 dei suddetti sistemi.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Sia durante la prova scritta che in quella orale, viene valutata la capacità autonoma dello studente di impostare e risolvere i problemi che gli vengono posti. Viene valutata inoltre, la capacità di utilizzare in modo corretto ed appropriato le nozioni, le metodologie, i modelli e gli strumenti sviluppati durante il corso.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Alla prova scritta e a ciascuna delle due domande orali è assegnato un punteggio compreso tra zero e dieci. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla somma dei tre punteggi. Affinché l'esito della valutazione sia positivo, lo studente deve raggiungere un punteggio complessivo pari almeno a diciotto. La votazione massina, pari a trenta punti con lode, è riservata agli studenti che abbiano conseguito la valutazione massima nella prova scritta e nella prova orale, e che nello svolgimento di quest'ultima abbiano mostrato una particolare brillantezza e padronanza degli argomenti trattati.


Learning Evaluation Methods.

The student skills evaluation is based on a term-end written exam and on an oral exam. The written exam consists on the resolution of different exercises relative to the course topics. The oral assessment consists on two questions regarding the topics covered during the course. Note that, for organizational reasons, both the written and oral exam may be held on the same day. In any case, the written and oral tests must be held in the same exam session. If the overall evaluation is not sufficient, the student must repeat both the written and oral test. During the course, additional and not mandatory tests may be held, which could be taken into account for the overall skills evaluation of the student.


Learning Evaluation Criteria.

In order to successfully pass the skills evaluation, the student must demonstrate, through the written test and the oral one, to understand the concepts covered in the course regarding the analysis of dynamical systems. Moreover, the student must demonstrate to know criteria and techniques for evaluating the performance of linear systems, in both discrete and continuous time. The student knowledge is required both from a theoretical point of view, showing that the student understands all topics of the course, and from a practical point of view, showing that the student is able to solve examples and exercises on analysis of dynamical systems.


Learning Measurement Criteria.

During the written and oral tests, it is evaluated the student's independent ability to set and to solve problems regarding the course topics. It is also evaluated the ability to properly and corectly apply concepts, methods and tools, developed during the course.


Final Mark Allocation Criteria.

The course adopts a 30-point system for final marking. To the written test and to each of the two oral questions, it is assigned a score between zero and ten. The overall grade, thirty, is the sum of these three scores. In order to obtain a positive evaluation, the student must achieve an overall score of at least eighteen. The maximum score, 30 points with distinction, is reserved to those students who have achieved the highest rating on both written test and oral test, and additionally who have shown a particular mastery of the topics covered during the course.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, "Fondamenti di controlli automatici 4/ed", McGraw-Hill;

Richard C. Dorf, Robert H. Bishop, "Modern Control Systems, 12th edition", Prentice Hall

https://learn.univpm.it/course/view.php?id=8039

Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, "Fondamenti di controlli automatici 4/ed", McGraw-Hill;

Richard C. Dorf, Robert H. Bishop, "Modern Control Systems, 12th edition", Prentice Hall

https://learn.univpm.it/course/view.php?id=8039


E-LEARNING E-LEARNING

Il materiala del Corso, ovvero la pianificazione delle lezioni, slide, dispense ed esempi, sono disponibili all’indirizzo:

https://learn.univpm.it/course/view.php?id=8039

Course material, namely lessons plan, slides, handouts, examples, is available on:

https://learn.univpm.it/course/view.php?id=8039


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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