SSD: ING-INF/04
CFU: 9
Insegnamenti propedeutici (se previsti dall'Ordinamento del CdS)
Nessuno.
Eventuali prerequisiti
Conoscenze di base sui sistemi dinamici lineari e sui sistemi di controllo a ciclo chiuso; elementi di calcolo differenziale e algebra lineare.
Obiettivi formativi
Il corso si propone di introdurre gli studenti ai fondamenti dell’analisi e del controllo dei sistemi non lineari e di illustrarne le applicazioni più rappresentative. Si introdurranno inoltre i problemi del consenso e del controllo di coordinamento di reti e di sistemi complessi.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Il percorso formativo intende fornire agli studenti gli strumenti metodologici per l’analisi della dinamica di sistemi nonlineari e la sintesi di strategie di controllo nonlineare. Verranno introdotti i concetti fondamentali per sviluppare tali strategie e analizzarne performance, robustezza e stabilità. Lo studente dovrà dimostrare di avere appreso come analizzare un sistema descritto da un campo vettoriale nonlineare, di essere in grado di sviluppare il progetto di un controllore per questa classe di sistemi e di validarne l’efficacia al calcolatore o attraverso prototipi sperimentali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente deve dimostrare di sapere applicare metodi avanzati per l’analisi dei sistemi nonlineari e la sintesi di strategie di controllo per lo studio di un sistema di interesse procedendo attraverso tutte le fasi richieste dall’analisi a ciclo aperto alla validazione numerica del sistema di controllo nonlineare. Lo studente dovrà mostrare la capacità di sviluppare strategie di controllo nonlineare per un sistema applicativo di interesse progettandone le caratteristiche, analizzandone la performance, la stabilità e la robustezza e procedendo alla implementazione numerica del sistema progettato al calcolatore.
Programma - Syllabus
- Introduzione ai sistemi dinamici non lineari
- Applicazioni rappresentative e casi studio
- Analisi nel piano delle fasi: equilbri e cicli limite
- Il metodo della linearizzazione
- esistenza di cicli limite ed altri insiemi invarianti
- Stabilità nello stato
- metodo di Lyapunov diretto ed indiretto
- Stabilità esterna e passività
- Stabilità strutturale e teoria delle biforcazioni
- Introduzione al problema della sintesi di controllori nonlineari
- Controllo Geometrico e Feedback Linearization
- Controllo Ibrido e discontinuo
- Controllo Intelligente e Adattativo
- Introduzione al controllo di sistemi su rete e sistemi multiagente
Materiale didattico
Si veda il sito web del docente della materia.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il docente utilizzerà: a) lezioni frontali per circa il 70% delle ore totali, b) esercitazioni in aula mediante l’utilizzo MATLAB/SIMULINK per circa il 30% delle ore totali.
Verifica di apprendimento e criteri di valutazione
Modalità di esame
L'esame consiste nella discussione di elaborato progettuale.
La prova di esame si basa sulla discussione di un elaborato progettuale svolto su un sistema applicativo scelto dallo studente ed è rivolta a verificare la capacità dello studente di analizzare un sistema nonlineare e progettare strategie di controllo come quelle presentate durante il corso. La prova consiste nella consegna di un elaborato progettuale che viene poi discusso insieme ad approfondimenti sugli argomenti trattati nel corso.