Overview
Il video introduce i concetti fondamentali del controllo automatico, descrive la differenza tra sistemi ad anello aperto e chiuso e presenta diversi sistemi elementari utilizzati in automatico.
Il Problema del Controllo Automatico
- Il controllo mira a far seguire al sistema un'uscita desiderata (set point), nonostante la presenza di disturbi.
- Il controllore riceve set point, disturbi e uscita del sistema, generando una variabile di controllo per minimizzare l'errore tra uscita desiderata e reale.
- I disturbi sono variabili non manipolabili, possono essere interni o esterni.
Sistemi ad Anello Aperto vs Chiuso
- In un sistema ad anello aperto, l'uscita dipende solo dall'ingresso; funziona perfettamente solo senza disturbi e con parametri noti.
- Con disturbi o errori nei parametri, l'anello aperto non riesce a correggere l'errore.
- In un sistema ad anello chiuso, l'uscita del sistema è retroazionata al controllore, che calcola la correzione per ridurre l'errore.
- L’anello chiuso compensa disturbi e imperfezioni tramite attuatori (trasformano segnali in azioni fisiche) e trasduttori (trasformano grandezze fisiche in segnali).
Sistemi Elementari
- Resistenza: V = R·I (legge di Ohm), tensione proporzionale alla corrente.
- Capacitore: accumula carica; V_c(t) è variabile di stato, C·V'_c(t) = I(t).
- Induttore: accumula energia nel campo magnetico; la variabile di stato è la corrente.
- Una rete elettrica può essere composta da questi elementi, regolata dalle leggi di Kirchhoff.
- Oscillatore armonico: massa, smorzatore, molla; equazioni per posizione e velocità .
- Pendolo: massa su asta, forza peso e coppia di ingresso; equazioni su angolo e velocità angolare.
- Serbatoio cilindrico: variazione di volume dipende dalla portata in ingresso e uscita, con valvola regolabile._
Modelli Compartimentali
- Modellano lo scambio di massa tra compartimenti (es: diffusione di un farmaco in un organo).
- Equazione base: Q'(t) = ingresso – coefficiente*Q(t).
- Sistemi con più compartimenti richiedono equazioni per ogni compartimento, considerando ingressi/uscite.*
Key Terms & Definitions
- Controllore — dispositivo che elabora dati d'ingresso per minimizzare l'errore tra uscita reale e desiderata.
- Attuatore — trasforma un segnale in un'azione fisica sul sistema.
- Trasduttore — trasforma una grandezza fisica in un segnale rilevabile dal controllore.
- Set point — valore obiettivo dell'uscita di un sistema.
- Disturbo — variabile non controllabile che influenza il sistema.
- Variabile di stato — grandezza che determina lo stato del sistema (es: tensione su un capacitore).
- Anello aperto/chiuso — configurazioni di controllo senza/con retroazione dell’uscita.
Action Items / Next Steps
- Rivedi le definizioni e i modelli introdotti.
- Preparati alla prossima lezione su modelli dinamici e loro classificazione.
- Se rilevi errori nei materiali, segnalarli come indicato nel video.