ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FONDAMENTI DI AUTOMATICA | ING-INF/04 | LEZIONI | 60 |
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Al termine del corso lo studente sarà posto in grado di:
The aim of the course is to furnish the main elements of Systems Theory with particular attention to linear systems and multivariable systems. This course represents the basic of theory of automatic control. At the end of the course, the student will be able to:
La verifica delle conoscenze sarà oggetto della valutazione dell'elaborato scritto previsto all'inizio di ogni sessione d'esame. Saranno inoltre previste esercitazioni e ricevimenti collettivi per valutare il grado di acquisizione delle conoscenze.
The acquisition of the knowledge on the themes of the course will be assessed in the written test of the exam. Exercises and office hours will be organized to assess the level of knowledge of the student.
Al termine del corso lo studente avrà sviluppato le seguenti capacità:
With the conclusion of the course, the student will have developed the following capabilities:
Nell’ambito delle esercitazioni svolte in aula nell’orario di lezione vengono risolti esercizi di esame passati basati su applicazioni realistiche tipiche del corso di laurea in Ingegneria Meccanica. La soluzione di tali problemi è basata, oltre che sulle conoscenze acquisite nell’ambito del corso, anche sulle capacità che gli studenti sviluppano durante lo stesso. Inoltre, in occasione delle esercitazioni, è approfondito l’utilizzo del tool Control System Designer, app del software MATLAB. Il momento in cui viene verificato lo sviluppo delle capacità necessarie da parte degli studenti è la prova scritta dell’esame finale in cui un problema di controllo realistico è proposto in tutti i suoi passi: per la soluzione è previsto che lo studente si avvalga del tool Control System Designer.
In the framework of exercise sessions during the lesson time, past exam exercises – based on realistic typical applications of the Mechanical Engineering – are solved. The solution of these problems is based on the knowledge acquired during the course and on the capacity developed in its framework.In addition, during the exercise sessions, the use of the tool Control System Designer, app of the software MATLAB is deepened. The occasion for the verification of the development of the necessary capacity is the written test of the final exam when a realistic control problem is proposed in all its steps: for the solution it is foreseen that the student exploits the tool Control System Designer.
Lo studente farà propri i comportamenti di buona pratica nell’affrontare i problemi di controllo per sistemi lineari di tipo SISO. In particolare sarà in grado, da un’espressione del modello dinamico del sistema analizzato, di eseguire autonomamente in maniera rigorosa l’analisi delle relative proprietà in ottica di controllo dello stesso. Sarà in grado di condurre in maniera efficace ed efficiente la sintesi di un controllore capace di soddisfare specifiche assegnate avvalendosi degli opportuni strumenti teorici e pratici approfonditi nell’ambito del corso. Sarà inoltre in grado di verificare, attraverso l’opportuno utilizzo di software di simulazione, il comportamento atteso del sistema controllato e valutare così il soddisfacimento delle specifiche considerate.
The student will make proper best practice behaviours in addressing control problems for SISO linear systems. In particular, the student will be able, from an expression of the dynamic model of the analysed system, to autonomously perform the rigorous analysis of the related properties from a control point of view. The student will be able to carry out in an efficient and effective way the synthesis of a controller to satisfy the considered specifications by exploiting the proper theoretical and practical tools deepened during the course. Further, the student will be able to verify, through the proper use of simulation software, the expected behaviour of the controlled system and, thus, to evaluate the satisfaction of the considered specifications.
In sede di esame, nell’ambito della prova scritta lo studente giunge alla soluzione del problema proposto applicando sistematicamente e criticamente i comportamenti di buona pratica fatti propri nell’ambito del corso. Questo permette la verifica dei comportamenti. In particolare vengono valutate efficacia ed efficienza dell’approccio adottato per affrontare un problema realistico legato ad un’applicazione tipica dell’Ingegneria Meccanica.
In the framework of the written test of the final exam the student reaches the solution of the proposed problem by systematically and critically applying the best practice behaviours made proper during the course. This allows to verify the acquisition of the proper behaviours. In particular, the efficiency and the effectiveness of the adopted approach for addressing a realistic problem, based on a typical application of the Mechanical Engineering, are evaluated.
Matematica: equazioni differenziali, algebra lineare, nozioni di geometria
Fisica: meccanica ed elettromagnetismo
Mathematics: differential equations, matrix algebra, notions of geometry;
Physics: mechanics and electromagnetism
Non consigliabile seguire particolari insegnamenti in parallelo.
It is not advisable to follow particular courses parallely.
Si tratta di un corso di base sui temi della teoria dei sistemi e del controllo che, quindi, è propedeutico a corsi avanzati sullo stesso tema.
This is a basis course on the topic of System Theory and Control. It is thus preparatory to advanced courses on the same topic.
Materiale didattico:
Testi di riferimento:
Material:
Reference texts:
Nessuna variazione rispetto al programma canonico è prevista per studenti non frequentanti.
No change from the canonical program is for non-attending students.
La verifica delle conoscenze avverrà mediante una prova scritta e una orale. Nella prova scritta lo studente dovrà analizzare un sistema dinamico non lineare tempo-continuo, porlo in una opportuna descrizione matematica linearizzata, individuarne le caratteristiche funzionali, tradurre matematicamente le specifiche richieste per il suo funzionamento ideale e progettare un controllore per rispettare tali specifiche. Durante la prova lo studente avrà a disposizione un opportuno strumento di calcolo e l’uso del materiale del corso e di ogni altro materiale ritenuto utile. L'incapacità a tradurre le specifiche assegnate in vincoli sul diagramma di Bode o di determinare un controllore per il soddisfacimento di tali vincoli sono considerate lacune sufficienti a determinare il non superamento dell'esame. Per gli scritti sufficienti, il giudizio complessivo è il risultato della bontà della risposta ai vari punti proposti in termini di completezza e correttezza dei risultati, rigore dell'approccio e del linguaggio utilizzato, chiarezza di spiegazione dei vari passaggi. In caso di superamento della prova scritta (valutazione >=18/30), durante la prova orale, lo studente dovrà interagire con la commissione svolgendo uno o più esercizi sulle tematiche del corso e rispondendo a quesiti di carattere più strettamente teorico. Il voto complessivo sarà mediato sui risultati della prova scritta e orale.
The student will be assessed through a written test and an oral test. During the written test, the student will be asked to analyze a non linear time-continuous dynamic system, describe it according to a linearized mathematical description, identify its functional characteristics, translate in mathematical terms the specifications required in terms of ideal behavior, and design a controller to guarantee the fulfilment of such specifications. During the written test, the student will be allowed to use a suitable computational tool, the material of the course and any material he/she will think useful for the test. The inability in suitably translating the specifications in terms of constraints in Bode diagrams or in determining a controller for the fulfilment of these constraints will be sufficient to determine an insufficient evaluation of the test. For the tests evaluated as sufficient, the final mark will be determined on the basis of the goodness of the answers provided for the different points in terms of exhaustiveness and correctness of the results, strictness of the approach and the language, clarity of presentation. In case of a positive result of the written exam (mark >=18/30), during the oral exam, the student will interact with the commission to demonstrate his/her ability in one or more exercises related to the main course contents also considering more theoretical aspects. The final mark will be the average upon the results in the written and oral tests.
Attività non previste
Not epected activities
L’orario di ricevimento è aggiornato dal docente sulla pagina del corso (si suggerisce di far presente, eventualmente anche con minimo anticipo, al docente l’intenzione di presentarsi). Il docente è sempre disponibile a concordare con lo studente, tramite email, ricevimento in orario diverso da quello canonico.
Information on office hours will be updated from the course website (emailing the teacher in advance is suggested). The teacher is always available to decide with the student a different time for the office hours via email.
