INGEGNERIA ELETTRICA ELETTRONICA E INFORMATICAAutomation Engineering and Control of Complex Systems (Ingegneria dell'automazione e del controllo dei sistemi complessi)Anno accademico 2025/2026

9796108 - Nonlinear Systems Control A - Z

Docente: DARIO CALOGERO GUASTELLA

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

Tecniche di progettazione e la realizzazione di compensatori per sistemi non lineari. Il corso comprende progetti d'esercizio sia sperimentali sia in MATLAB.

Conoscenze applicate e capacità di comprensione

Utilizzo di strumenti hardware/software per la progettazione e l’implementazione di sistemi di controllo non lineare. Capacità di utilizzo di microcontrollori.

Autonomia di giudizio

Lo studente sarà in grado di determinare la più opportuna tecnica di controllo non lineare in base al sistema in esame.

Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di descrivere i costi e i benefici delle diverse tecniche di controllo non lineare studiate. Lo studente sarà in grado di descrivere le proprietà di base dei sistemi non lineari.

Capacità di apprendere

Lo studente sarà in grado di ritrovare in letteratura i libri e le pubblicazioni scientifiche che approfondiscono e specializzano le tecniche di controllo discusse.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Il corso si svolgerà mediante lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

Elementi fondamentali di Teoria dei Sistemi e di Controlli Automatici per sistemi lineari.

Frequenza lezioni

La frequenza è raccomandata.

Contenuti del corso

Il corso si propone di fornire le linee guida principali per il progetto di compensatori per sistemi non lineari. La disponibilità di dispositivi e microcontrollori a basso costo permetterà di realizzare fisicamente le tecniche di controllo presentate. Applicazioni relative a sistemi elettromeccanici non lineari e fenomeni aerospaziali verranno discusse durante il corso. Una intensa attività di laboratorio basata su MATLAB/SimuLink e microcontrollori (Arduino/STM32) permetterà di affrontare le implicazioni pratiche delle tecniche discusse durante il corso.

Testi di riferimento

1) Slotine, J. J. E., & Li, W. (1991). Applied nonlinear control (Vol. 199, No. 1). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.

2) A. Buscarino, L. Fortuna, M. Frasca, Optimal Control and Robust Control- Advanced Topics with Matlab, CRC Press, 2nd Edition, 2021.

Programmazione del corso

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Lyapunov Theory for nonlinear systems	Testo 1, 2
2	The search for the Lyapunov Functions	Testo 1, 2
3	Techniques based on Lyapunov Theory to design applied control systems	Testo 1
4	Feedback linearization of nonlinear systems (vector-field techniques)	Testo 1
5	The problem of state-feedback linearization	Testo 1
6	Conditions for exact feedback linearization	Testo 1
7	The input/output feedback linearization: the SISO case and the MIMO case	Testo 1
8	Sliding Mode Control	Testo 1

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

1) Descrivere le tecniche di feedback linearization.

2) Verificare la stabilità di un sistema non lineare utilizzando la Lyapunov theory.

3) Spiegare la tecnica dello sliding-mode control.

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