Controllo digitale: differenze tra le versioni

Versione delle 19:24, 3 mag 2009

Versione delle 08:52, 28 set 2009

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Il '''controllo digitale''' è una branca della [[Controllo automatico|teoria dei controlli]] che utilizza [[computer]] digitali per il controllo di [[sistemi dinamici]]. A seconda dei requisiti, un sistema di controllo di questo tipo può avere la forma di un [[microcontrollore]], un [[ASIC]] oppure un normale computer. Siccome un computer digitale lavora con dati discreti (cioè non continui), in quest'ambito si sfrutta la [[trasformata zeta]] al posto della [[trasformata di Laplace]]. Inoltre, disponendo un computer di una precisione finita (si veda la voce [[quantizzazione (elettronica)|quantizzazione]]), èè necessaria cautela per assicurare che l'errore nei coefficienti, la [[Convertitore analogico-digitale|conversione analogico-digitale]], la [[Convertitore digitale-analogico|conversione digitale/analogica]], ecc. non producano effetti indesiderati o imprevisti.

L'applicazione del controllo digitale può essere capita prontamente nell'utilizzo della [[reazione]]. Dalla creazione del primo computer digitale nei primi [[Anni 1940|anni '40]] i costi sono scesi in maniera considerevole, il che li ha resi componenti-chiave per le seguenti ragioni:

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==Implementazione di un controllore digitale==

Un controllore digitale èè solitamente messo in cascata con la linea da controllare in un sistema a reazione. Il resto del sistema può essere o digitale o analogico. Tipicamente si richiede:

* conversione analogico-digitale: per convertire gli ingressi analogici in una forma leggibile dalla macchina

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Si noti che sebbene un controllore possa essere stabile quando implementato in maniera analogica, potrebbe essere instabile nel caso digitale per via di un lungo intervallo di campionamento. Per questo l'intervallo di campionamento caratterizza il transitorio e la stabilità del sistema compensato, e deve aggiornare i valori in ingresso al controllore con una frequenza tale da non causa instabilità.

La stabilità di un sistema di controllo digitale puo` essere verificata usando una specifica trasformata bilineare nel dominio di Laplace, permettendo l'utilizzo del [[criterio di stabilità di Routh]]. Il [[criterio di Jury]] èè lo strumento appropriato per l'analisi di stabilità per sistemi discreti. Questa trasformata bilineare è specifica per l'applicazione e non può essere usata per paragonare attributi come la risposta al transitorio nei domini "S" e "Z".

===Progettazione di un controllore digitale nel dominio "S"===

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====Derivazione della trasformazione di Tustin====

Tustin &egrave;è l'approssimazione Padé_(1,1) della funzione <math>\begin{align} z &= e^{sT} \end{align}</math> :

:<math>

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</math>

Non si deve dimenticare che la teoria del controllo digitale &egrave;è la tecnica di progettazione di strategie a tempo discreto, (e/o) ad ampiezze quantizzate (e/o) in forma codificata (binaria) da implementare con computer (microcontrollori, microprocessori) che controlleranno la dinamica analogica (continua in tempo e ampiezza) di un sistema analogico. Da questa considerazione, molti errori dalla teoria classica del controllo digitale sono stati identificati e corretti, e nuovi metodi proposti:

* Marcelo Tredinnick e Marcelo Souza e il loro nuovo tipo di mappatura analogico-digitale