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Complementi di Teoria dei Sistemi e di Controlli Automatici

Luigi Fortuna, Mattia Frasca

Complementi di Teoria dei Sistemi e di Controlli Automatici

Metodologie ed esempi di riferimento

Gli argomenti di Teoria dei Sistemi, Controllo Ottimo e Controllo Robusto che costituiscono parte integrante dei corsi avanzati di Automatica per studenti d’Ingegneria. Gli argomenti trattati costituiscono inoltre la sintesi di tematiche essenziali per l’approfondimento della Teoria dei Sistemi e dei Controlli Automatici.

Edizione a stampa

31,50

Pagine: 232

ISBN: 9788856815801

Edizione: 1a edizione 2010

Codice editore: 1340.74

Disponibilità: Discreta

Nel testo sono riportati argomenti di Teoria dei Sistemi, Controllo Ottimo e Controllo Robusto che costituiscono parte integrante di corsi avanzati di Automatica per studenti d'Ingegneria. Gli argomenti trattati costituiscono inoltre la sintesi di tematiche essenziali per l'approfondimento della Teoria dei Sistemi e dei Controlli Automatici. Essenzialità, un linguaggio comprensibile anche a non specialisti, indicazioni per la sperimentazione tramite simulazioni MATLAB, scorrevolezza nella lettura sono state le linee che hanno guidato la stesura del testo.
Il libro è organizzato in capitoli strutturati: il primo capitolo costituisce un'introduzione al controllo avanzato, il secondo richiama alcuni concetti fondamentali sulla stabilità e fornisce degli strumenti per lo studio del controllo di sistemi incerti. Nel terzo capitolo viene dato spazio alla decomposizione ai valori singolari di una matrice considerata l'importanza delle tecniche numeriche per l'analisi dei sistemi. Nel quarto capitolo viene proposta la classica decomposizione di Kalman. La realizzazione bilanciata a catena aperta e i modelli di ordine ridotto vengono discussi nei capitoli quinto, sesto e settimo. Nell'ottavo capitolo vengono presentati gli aspetti essenziali del controllo ottimo e nel nono capitolo viene discusso il bilanciamento a catena chiusa. Le proprietà dei sistemi passivi e dei sistemi bounded real sono discusse nel decimo e nell'undicesimo capitolo. Nei capitoli seguenti vengono presentati gli aspetti essenziali del controllo H`, le tecniche per la risoluzione di problemi di controllo robusto e la parametrizzazione dei controllori stabilizzanti, dando spazio alle tecniche LMI (Linear Matrix Inequalities) ormai di uso corrente nella progettazione dei sistemi di controllo.

Luigi Fortuna è professore ordinario di Teoria dei Sistemi presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Catania.
Mattia Frasca è docente di Tecniche di Ottimizzazione per il Controllo presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Catania.



Prefazione
Notazione
Introduzione
Stabilità
(Criteri di Lyapunov; Proprietà delle matrici definite positive; Criterio di Lyapunov per sistemi lineari tempo-invarianti; Equazioni di Lyapunov; Stabilità in presenza di incertezza)
Decomposizione ai valori singolari
(Norma spettrale e numero di condizionamento di una matrice)
Decomposizione canonica di Kalman
(Introduzione; Decomposizione canonica per la controllabilità; Decomposizione canonica per l'osservabilità; Decomposizione di Kalman; Considerazioni sulla decomposizione di Kalman)
Realizzazione bilanciata a catena aperta
(Gramiani di controllabilità e osservabilità; Analisi alle componenti principali; Analisi alle componenti principali applicata ai sistemi lineari; Trasformazione dei gramiani al variare del sistema di riferimento; Valori singolari di sistemi dinamici lineari tempo-invarianti; Realizzazione bilanciata a catena aperta; Realizzazione bilanciata per sistemi lineari tempo-discreti)
Modelli di ordine ridotto
(Modelli di ordine ridotto basati sul bilanciamento a catena aperta; Esercitazioni sui modelli di ordine ridotto)
Forma bilanciata per sistemi simmetrici
(Modelli di ordine ridotto per sistemi SISO; Proprietà dei sistemi simmetrici; Matrice cross-gramiano; Relazione tra Wc 2 W o 2 e W co; Parametrizzazione a catena aperta; Legame tra l'indice di Cauchy e la matrice di Hankel; Valori singolari di un filtro FIR; Valori singolari di un sistema all-pass)
Controllo ottimo
(Controllo ottimo LQR; Matrici hamiltoniane; Risoluzione dell'equazione di Riccati mediante matrice hamiltoniana; L'equazione CARE; Controllo ottimo per sistemi SISO; Controllo ottimo per sistemi lineari tempo-discreti)
Relazione bilanciata a catena chiusa
(L'equazione FARE; Realizzazione bilanciata a catena chiusa; Modelli di ordine ridotto basati sul bilanciamento a ciclo chiuso; Forma bilanciata a catena chiusa per sistemi simmetrici; Procedura Matlab per la realizzazione bilanciata a catena chiusa)
I sistemi passivi
(Sistemi SISO passivi; Sistema MIMO passivi; Fattorizzazione di funzioni reali positive; Modelli di ordine ridotto; Considerazioni energetiche legate al Positive Real Lemma; Stabilità a ciclo chiuso e sistemi reali positivi; Guadagni ottimi per sistemi loss-less)
Sistemi bounded real
Controllo H8
(Controllo H8; Il controllo H8 e il problema dell'incertezza)
Linear Matrix Inequalities
(Linear Matrix Inequalities (LMI); Problemi LMI; Formulazione di problemi di controllo in termini di LMI; Risolvere un problema LMI con MATLAB; Problema LMI per lo studio della simultanea stabilizzabilità; Risoluzione di equazioni di Riccati mediante LMI; Controllo H; Controllo multiobiettivo)
Parametrizzazione dei controlli stabilizzanti
(Parametrizzazione dei controllori stabilizzanti per processi stabili; Parametrizzazione di controllori stabilizzanti per processi instabili; Parametrizzazione di controllori stabili; Simultanea stabilizzabilità di due sistemi; Fattorizzazione coprima unitaria; Parametrizzazione in presenza di incertezza)
Esercizi
(Stabilità; Valori singolari, realizzazione bilanciate e modelli di ordine ridotto; Norme H , sistemi passivi e sistemi bounded real; Progetto di controllori; Parametrizzazione dei controllori; Esercitazioni con l'uso di MATLAB)
Conclusioni
Equazioni algebriche di Riccati
Norme
(Norma vettoriale; Norme matriciali; Norme di segnali scalari; Norme di segnali vettoriali; Norme di matrici di trasferimento.

Collana: Scientifica

Argomenti: Ingegneria elettronica

Livello: Textbook, strumenti didattici

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