Progettazione di sistemi di controllo con MATLAB e Simulink

Giorno 1

Panoramica sulla progettazione del sistema di controllo

Obiettivo: Fornire una panoramica del processo di progettazione del sistema di controllo e presentare in che modo MATLAB e Simulink si inseriscono in questo processo. I dettagli di ogni fase del processo di progettazione sono trattati nei capitoli successivi.

• Definizione di un workflow di progettazione dei controlli
• Linearizzazione di un modello
• Individuazione delle caratteristiche dei sistemi
• Impostazione dei requisiti del controller
• Sincronizzazione dei controller
• Test dei controller

Rappresentazioni dei modelli

Obiettivo: Illustrare i vari formati utilizzati per rappresentare i modelli di sistema. Evidenziare inoltre i pro e i contro di ciascun formato.

• Panoramica delle rappresentazioni dei modelli
• Oggetti LTI
• Modelli Simulink

Stima dei parametri

Obiettivo: Usare i dati misurati per stimare i valori dei parametri di un modello Simulink.

• Panoramica della stima dei parametri
• Preparazione dei modelli
• Processo di stima
• Suggerimenti per la stima dei parametri

Identificazione dei sistemi

Obiettivo: Illustrare in che modo stimare i modelli di sistema basati su dati misurati.

• Panoramica dell’identificazione dei sistemi
• Importazione e pre-elaborazione di dati
• Stima dei modelli
• Convalida dei modelli

Analisi dei sistemi

Obiettivo: Delineare i diversi strumenti di analisi e le funzioni disponibili per comprendere il comportamento del sistema, come le risonanze del sistema, la risposta transitoria, ecc.

• Funzioni di analisi dei sistemi
• Analizzatore di sistemi lineari
• Analisi di motori CC
• Automazione delle attività di analisi
• Analisi di circuiti aperti

Giorno 2

Linearizzazione

Obiettivo: Illustrare le tecniche per linearizzare un modello Simulink e convalidare i risultati della linearizzazione.

• Workflow della linearizzazione
• Punti operativi
• Funzioni di linearizzazione
• Stima della risposta in frequenza

Controllo PID in Simulink

Obiettivo: Usare Simulink per modellare e sincronizzare i controller PID.

• Workflow di PID
• Configurazione del modello
• Blocco del controller PID
• Sincronizzazione automatica
• Ulteriori feature PID

Progettazione classica di controlli

Obiettivo: Usare tecniche classiche di progettazione dei controlli per sviluppare controller di sistema. Vengono trattate le tecniche di controllo più comuni, come i controller PID e lead/lag.

• Sincronizzazione a circuito aperto
• Analisi di circuiti chiusi
• Controller PID
• Controller lead/lag

Ottimizzazione delle risposte

Obiettivo: Usare tecniche di ottimizzazione per sintonizzare i parametri di un modello in base ai requisiti di progettazione e all'incertezza dei parametri.

• Ottimizzazione della risposta dei modelli
• Esecuzione dell'analisi di sensibilità
• Ottimizzazione con incertezza dei parametri

Implementazione di controller

Obiettivo: Illustrare i passaggi che possono essere necessari per implementare efficacemente un controller su un sistema reale.

• Identificazione dei limiti fisici e pratici dei controller
• Discretizzazione di un controller
• Preparazione di un controller alla generazione di codice
• Conversione ai tipi di dati a virgola fissa