Descrizione introduttiva

La recente crescita delle tecnologie elettroniche ed informatiche ha permesso di introdurre decisive innovazioni nei prodotti tecnologici di più largo utilizzo, sia ottenendo prestazioni sempre più spinte e sofisticate, sia permettendo funzionalità non possibili con le tecnologie tradizionali. Alcuni esempi, nel campo automobilistico, sono i sistemi di controllo della combustione, con miglioramenti nell?erogazione di potenza e riduzione dei consumi e dei livelli di inquinamento, i sistemi di controllo della frenata e della stabilità, i sistemi di ausilio alla guida per il mantenimento di distanza e di corsia con notevole impatto sulla sicurezza preventiva. Il raggiungimento di queste funzionalità è affidato al sistema di controllo che ha il compito di gestire ed elaborare in modo intelligente le funzionalità dei più sofisticati dispositivi elettronici di controllo per ottenere gli effetti desiderati. La figura del progettista di sistemi di controllo riveste quindi un ruolo di fondamentale importanza nello sviluppo di tutte le prestazioni "intelligenti" dei beni tecnologici. Pertanto, la formazione dei tecnici direttamente coinvolti nel progetto delle nuove generazioni di sistemi automotive non può prescindere dalla conoscenza di nozioni sul funzionamento dei sistemi di controllo, necessarie per capirne le potenzialità di innovazione di prodotto e per poter efficacemente interagire con gli specialisti nel progetto dei sistemi di controllo. Il presente corso è inserito in questo contesto e intende fornire agli allievi gli strumenti di base per comprendere le potenzialità offerte dalle moderne tecniche di controllo, volte a tenere in conto delle inevitabile incertezze e variabilità del sistema da controllare che sempre si presentano in ogni applicazione reale. Nel corso verrà data particolare enfasi alle applicazioni dei controlli in ambito automobilistico.

Obiettivi del corso

L'obiettivo del presente corso è un ulteriore approfondimento nell'analisi e progettazione dei sistemi di controllo, con riferimento ai sistemi di controllo ottimo e robusto. Verrano inoltre introdotte nuove tecniche relative al controllo di sistemi ibridi e con vincoli.

Lo spirito formativo del corso è pertanto quello di fornire ai tecnici che hanno una conoscenza di base sui sistemi di controllo le necessarie competenze per potersi interfacciare, in modo efficace, con gli specialisti nel processo di progetto di dispositivi automatici e valutare le potenzialità delle tecniche avanzate di controllo nel permettere di ottenere significative innovazioni del prodotto automotive. In particolare, si studieranno sistemi dinamici lineari e non, e a più ingressi e più uscite. Nel corso si farà particolare riferimento alle problematiche di analisi e progetto di sistemi di controllo ottimo e robusto in grado di garantire buone prestazioni anche in presenza di incertezze e variabilità del sistema in oggetto, inevitabili in ogni caso reale. Tra gli obiettivi principali del corso risulta anche l'apprendimento e l'impiego di programmi di calcolo dedicati (toolbox di MatLab®) per lo studio delle proprietà dei sistemi dinamici controllati ed il metodo di progetto. Nello sviluppo degli esempi impiegati per illustrare le parti teoriche si farà riferimento, ad applicazioni tratte dal campo automobilistico.

Per quanto riguarda il controllo di sistemi ibridi si tratteranno le metodologie per la modellistica di sistemi con componenti dinamiche continue e componenti logiche/discrete/ commutazioni, per la sintesi di leggi di controllo basate su programmazione matematica in grado di garantire caratteristiche di performance ottima e il rispetto di vincoli fisici e logici, e per la implementazione delle medesime in forma di look-up table di guadagni lineari.

Al fine di dare la possibilità all'allievo di mettere in pratica le nozioni impartite nel corso, parti del programma saranno interamente dedicate allo sviluppo da parte dell'allievo stesso con l'aiuto dei docenti, di un problema completo di analisi e progetto di sistema di controllo in campo automotive. Tale esercitazione sarà condotta al calcolatore utilizzando l'ambiente MatLab®.

Contenuti del corso

• Tema 1: Controllo ottimo nei sistemi multivariabili
  
• Tema 2: Tecniche di controllo robusto
  
• Tema 3: (Esercizio):Sviluppo di un progetto di controllo
  
• Tema 4: Controlli ibridi
  
• Tema 5: Esercitazione sui sistemi e controlli ibridi
  

Destinatari del corso

Tecnici con una conoscenza di base dei sistemi di controllo

Prerequisiti

Conoscenze di base di fisica matematica ed elettronica. E' auspicabile la conoscenza del programma MatLab®.