LINEE GUIDA PER LA REALIZZAZIONE DELLA TESINA

Circa l'elaborato, in esso si dovrà mostrare di aver compreso e di saper applicare le metodologie di analisi e progetto viste a lezione con riferimento ad un problema di controllo reale, abbinando opportune considerazioni critiche ai risultati ottenuti e presentando alcuni risultati simulativi ottenuti mediante Matlab-Simulink.

Non vi è una struttura fissa e inamovibile per l'elaborato.

Circa il tema questo dovra essere individuato e proposto dallo studente. E' infatti parte dello svolgimento dell'alaborato l'individuazione di un problema concreto di controllo con riferimento al quale svilupparlo.

Mi va bene che si reperisca in rete, o attingendo ai contenuti di altri corsi, un processo di qualunque natura (meccanico, elettrico, termico, idraulico, chimico...), con il relativo modello matematico, per il quale abbia senso la realizzazione di un sistema di controllo in retroazione.
E' possibile trovare, ad esempio, vari spunti nelle demo di Simulink.
Un tema visto a lezione che potrebbe essere oggetto di una tesina è la regolazione a 3 elementi del livello nel corpo cilindrico della caldaia.

Per chi fosse interessato, faremo su Teams un primo incontro, in cui mi proporrete un tema, lo discuteremo, e vi fornirò input in merito a come affrontarlo. Poi potremo fare un secondo incontro in cui mi esporrete eventuali problemi incontrati in itinere e vi forniro ragguagli su come procedere, ed in ultimo ci sarà la discussione finale in esito alla quale vi attribuirò il voto.

Il voto discenderà sia dalla completezza dell'elaborato e dalla assenza di gravi errori concettuali nei procedimenti sviluppati che da come discuterete criticamente le procedure adottate ed i risultati ottenuti.

Mi aspetto che una volta avviato il lavoro questo venga concluso e consegnato in un mese/un mese e mezzo circa.

Possibili contenuti della tesina:

Modello matematico del sistema (lineare, o eventualmente da linearizzare. Se reperite un modello matematico non lineare vi forniro precisi ragguagli sul come ricavarne un modello linearizzato intorno ad un punto di lavoro)
Analisi del sistema a ciclo aperto (eventuale rimozione di poli o zeri trascurabili)
Progetto di un sistema di controllo attraverso la sintesi mediante luogo delle radici
Progetto di un sistema di controllo attraverso la sintesi diretta
Progetto di un sistema di controllo attraverso regolatori PID
Analisi "sulla carta" del comportamento atteso a ciclo chiuso
Studio e implementazione di una o piu architettura avanzate:
-controllo in cascata
-schemi PI-D ed I-PD
-schemi anti wind-up
-controllo in avanti
-predittore di smith
-controllo over-ride

Simulazioni:
Inseguimento di set point costanti o variabili
Reiezione/attenuazione di disturbi
Effetti del rumore di misura
Effetti di incertezze sui parametri (il progetto del controllore viene sviluppato assumendo che uno o piu parametri assumano un certo valore nominale, ma in realtà il valore "vero" dei parametri differisce da quello nominale per un 10%, 20%, ecc)
Implementazione digitale del controllore 

In funzione del particolare problema trattato approfondirete alcuni fra i punti della lista, e non altri. Desidero che il sistema di controllo sia progettato impiegando almeno due approcci distinti. 
La lista è inoltre non esaustiva, nel senso che potete sviluppare anche analisi di tipo differente (ad esempio, un confronto fra i risultati ottenuti utilizzando diversi valori della saturazione dell'attuatore, ). 
Qualunque sia il problema trattato, mi aspetto che prestiate una grande attenzione al fatto che le risposte ottenute siano realistiche, sia in merito al comportamento dell'uscita che dell'ingresso. Ad esempio, un sistema di controllo della temperatura di una forno che la regoli in un millesimo di secondo con un ingresso che raggiunga picchi di milioni di watt non è realistica.