9796108 - Nonlinear Systems Control A - Z
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 di 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 macchine per la fusione nucleare, sistemi elettromeccanici non lineari e fenomeni aerospaziali verranno discusse durante il corso. Una intensa attività di laboratorio basata su MATLAB/SimuLink, schede DSpace e PicoScope, 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
Oral examination with verification of skills at the blackboards. Exercise must be solved if it is necessary by using Matlab. Examinations could be performed telematically if required by the context.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Solve the following exercise:
1) Describe the techniques of feedback linearization.
2) Check the stability of the following nonlinear system by using the Lyapunov Theory.
3) Explain the technique of sliding-mode control.
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