Guida degli insegnamenti

Syllabus

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[W002267] - FILTRAGGIO E CONTROLLO OTTIMI DI SISTEMI STOCASTICIOPTIMAL FILTERING AND CONTROL OF STOCHASTIC PROCESSES
Valentina ORSINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM12] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE Master Degree (2 years) - [IM12] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/04 - AUTOMATICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Prerequisiti del corso sono una conoscenza della teoria dei sistemi e del
controllo classico in controreazione

Course prerequisites are a knowledge of systems theory and classical
feedback control


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

72 Ore:
• Lezioni di Teoria, 60 ore
• Esercitazioni, 12 ore

72 Hours:
• Theoretical lessons, 60 Hours
• Exercises, 12 Hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il corso ha come scopo quello di approfondire le
conoscenze teoriche, apprese nei corsi
base, sui sistemi automatici di controllo. Saranno
illustrate tecniche di filtraggio e controllo
ottimi e successivamente schemi di controllo non stazionari.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze
acquisite per affrontare l’analisi e la
sintesi di sistemi di controllo per problemi complessi
che fanno riferimento a situazioni
pratiche più generali rispetto a quelle viste in un
corso base di Controlli Automatici.


Competenze trasversali.

L’attento studio della teoria e le esercitazioni guidate
per la soluzione di problemi di controllo
di tipo generale forniranno allo studente la capacità di
affrontare, nello stesso contesto
metodologico, problemi d’interesse applicativo non
esclusivamente riferentesi a un ambito
strettamente tecnologico. Questo approccio didattico
svilupperà la capacità di analisi critica
dello studente che, anche in un problema non
prettamente controllistico, saprà evidenziarne
gli aspetti essenziali e ricondurli, ove possibile,
all’inquadramento teorico generale
sviluppato nel corso.


Knowledge and Understanding.

The course aims to deepen the theoretical
knowledge, learned in the basic courses, on
automatic control systems. Classical techniques of
optimal filtering and control will be
illustrated.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The student will be able to apply the knowledge
acquired to address the analysis and
synthesis of control systems for complex problems
that refer to more general practical
situations than those seen in a basic course of
automatic control systems.


Transversal Skills.

A deep study of theoretical preliminaries and guided
exercitations of laboratory, will provide
the student with the necessary tools to face
apparently different problems, in the same
general framework. This didactic approach will
increase the capability of critical analysis of
the student, allowing him to evidence the main
features of a class of problems which do not
strictly belong to the classical control area.



PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni teoriche
-Richiami e complementi di teoria dei processi stocastici.
-Stima ottima a minima varianza e Lemma delle proiezioni ortogonali.
-Filtro di Kalman.
-Predittore ottimo.
-Interpolatore ottimo a punto fisso, a ritardo fisso, a intervallo fisso.
-Equazione di Bellman, problema di controllo lineare quadratico (LQ) e
lineare quadratico gaussiano (LQG)
Esercitazioni
Alcuni argomenti teorici saranno oggetto di esercitazioni numeriche
svolte in simulazione utilizzando il software Matlab

Theoretical lessons:
- Elements of theory of stochastic processes.
- Minimum variance estimate. Orthogonal projection Lemma.
- Kalman filter.
- Optimal smoothers and predictors
- Dynamic programming equations. LQ and LQG control problems.
Exercises:
Numerical simulations concerning some theoretical topics will be
performed using the Matlab software.


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

L'esame si svolge attraverso una prova orale strutturata in due parti
riguardanti, rispettivamente, l’apprendimento delle nozioni teoriche e
l’eventuale approfondimento di un argomento tramite la presentazione di
simulazioni numeriche inerenti ad uno specifico esempio pratico.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Il criterio utilizzato per la valutazione dell'apprendimento è la
conoscenza degli argomenti teorici.
La valutazione della prova orale è effettuata sulla base dei seguenti
indicatori: correttezza, completezza, esposizione, pertinenza.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi. Il voto massimo e' 30/30. Nel caso
di approfondimento di un argomento, il voto massimo è
ripartito nel seguente modo: 20/30 (discussione su 2 argomenti teorici) e
10/30 (tesina). Il voto minimo è 18/30. La lode è attribuita agli studenti/alle studentesse
che, avendo conseguito la valutazione massima, abbiano dimostrato la
completa padronanza della materia.


Criteri di attribuzione del voto finale.

L'esito complessivo della valutazione è positivo se lo studente/la studentessa raggiunge
almeno 12/20 nella discussione dei 2 argomenti teorici e e almeno 6/10
nella presentazione della tesina. Il voto
finale è dato dalla somma dei voti ottenuti.


Learning Evaluation Methods.

The final exam takes place through an oral test structured in two parts
concerning, respectively, the learning of theoretical notions and the
possible deepening of a topic through the presentation of numerical
simulations on a case study.


Learning Evaluation Criteria.

The criteria used to evaluate the learning is the
knowledge of theoretical topics.
The
evaluation of the oral discussion is carried out on the basis of the
following indicators: correctness, completeness, exposition, pertinence.


Learning Measurement Criteria.

The final score is expressed in thirtieths.
The maximum score is 30/30 and it is partitioned as follows : 20/30
(oral discussion on two theoretical topics), 10/30 (presentation of a case
study).
The minimum mark is 18/30. The highest mark with honours will be
attained by students who prove a complete knowledge and competence
on the topics covered within the course.


Final Mark Allocation Criteria.

The overall outcome of the evaluation is positive if the student reaches
at least 12 out of 20
in the oral discussion of the 2 theoretical topics and at least 6 out of 10 in
the presentation of the case study.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

- Dispense: https://learn.univpm.it/
- B.D.O.Anderson, J.B. Moore,”Optimal Control, Linear Quadratic
Methods”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1989
- A. Jazwinski, “Stochastic Processes and Filtering Theory”, Academic
Press, N.Y., 1970.
- H. Kwakernaak, R.Sivan,”Linear Optimal Control Systems”, Wiley-
Interscience, N.Y., 1995.

- Lecture notes: https://learn.univpm.it/
- B.D.O.Anderson, J.B. Moore,”Optimal Control, Linear Quadratic
Methods”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1989
- A. Jazwinski, “Stochastic Processes and Filtering Theory”, Academic
Press, N.Y., 1970.
- H. Kwakernaak, R.Sivan,”Linear Optimal Control Systems”, Wiley-
Interscience, N.Y., 1995.


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2023-2024
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2023-2024

 


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