Portale:Controlli automatici

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Il controllo automatico è un ambito multidisciplinare, a cui confluiscono diverse discipline, tra cui la matematica, la fisica, e l'ingegneria. I campi di interesse del controllo automatico riguardano lo studio dei sistemi dinamici, la teoria del caos, i controllori per i sistemi dinamici e la descrizione della strumentazione di controllo.

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Introduzione

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Il controllo automatico di un dato sistema (di un motore, di un impianto industriale, di una funzione biologica come il battito cardiaco) si prefigge di modificare il comportamento del sistema controllato (o meglio delle sue uscite) attraverso la manipolazione delle grandezze identificate come suoi ingressi.

Il controllo del sistema in esame viene affidato ad un altro sistema costruito appositamente, detto sistema controllante o controllore, che viene progettato dopo uno studio preliminare del sistema da controllare per individuarne il modello matematico esatto, servendosi degli strumenti messi a punto dalla teoria dei sistemi. Il controllo automatico di un sistema è possibile solo nella misura in cui il sistema stesso è raggiungibile e osservabile, cioè nella misura in cui è possibile portarlo in un dato stato interno agendo sui suoi ingressi, e risalire allo stato attuale del sistema basandosi sulle sue uscite.

Biografia

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Leonhard Euler, noto in Italia come Eulero (Basilea, 15 aprile 1707 – San Pietroburgo, 18 settembre 1783), è stato un matematico e fisico svizzero. È considerato il più importante matematico dell'Illuminismo. Allievo di Johann Bernoulli, è noto per essere tra i più prolifici di tutti i tempi ed ha fornito contributi storicamente cruciali in svariate aree: analisi infinitesimale, funzioni speciali, meccanica razionale, meccanica celeste, teoria dei numeri, teoria dei grafi.

Eulero è stato senz'altro il più grande fornitore di "denominazioni matematiche", offrendo il suo nome a una quantità impressionante di formule, teoremi, metodi, criteri, relazioni, equazioni. In geometria: il cerchio, la retta e i punti di Eulero relativi ai triangoli, più la relazione di Eulero, che riguardava il cerchio circoscritto a un triangolo; nella teoria dei numeri: il criterio di Eulero, lʾindicatore di Eulero, lʾidentità di Eulero, la congettura di Eulero; nella meccanica: gli angoli di Eulero, il carico critico di Eulero (per instabilità); nell'analisi: la costante di Eulero-Mascheroni; in logica: il diagramma di Eulero-Venn; nella teoria dei grafi: (di nuovo) la relazione di Eulero; nell'algebra: il metodo di Eulero (relativo alla soluzione delle equazioni di quarto grado); nel calcolo differenziale: il metodo di Eulero (riguardante le equazioni differenziali).

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Lo sapevi che...

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Una valvola di controllo è una valvola (idraulica) ad azionamento remoto, componente di un circuito di controllo, o anello di regolazione, che consente la regolazione di un parametro (ad esempio pressione o portata) variando il flusso di un fluido in una condotta, allo scopo di controllare quello stesso o un altro parametro.
La valvola è uno dei tre componenti fondamentali dell'anello di regolazione. Gli altri componenti necessari sono un misuratore/trasmettitore del valore istantaneo del parametro da regolare, ed uno strumento controllore (o regolatore). I tre componenti formano un circuito chiuso (loop in inglese). Il trasmettitore invia il proprio segnale al controllore, il quale a sua volta comanda la valvola di regolazione. Il circuito si chiude attraverso il processo in quanto l'intervento della valvola agisce direttamente o indirettamente sul valore della variabile misurata.

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Indice tematico

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Bibliografia di riferimento

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(clicca a lato per visualizzare l'elenco)

Analisi dei sistemi dinamici

A. Balestrino, G. Celentano. Teoria dei sistemi, Liguori, 1985
A. Di Febbraro, A. Giua. Sistemi ad eventi discreti, McGraw-Hill, 2002
A. Giua, C. Seatzu. Analisi dei sistemi dinamici, Springer
K.M. Hangos, J. Bokor, G. Szederkényi. Analysis and Control of Nonlinear Process Systems, Springer, 2004
Steven Strogatz. Nonlinear Dynamics and Chaos: With Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering (Studies in Nonlinearity), Perseus Books Group, 2001, ISBN 0-7382-0453-6

Controllo dei sistemi dinamici

P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni. Fondamenti di controlli automatici. McGraw-Hill Companies, Giugno 2008. ISBN 9788838664342.
K. Ogata. Modern Control Engineering. Prentice Hall, 2002.
E. D. Sontag (1990): Mathematical Control Theory, Springer, ISBN 3-540-97366-4
J. J. Slotine, Weiping Li. Applied Nonlinear Control,Prentice Hall, 1991
W. Perruquetti, J. P. Barbot. Sliding Mode Control in Engineering, Marcel Dekker, 2002
V. Utkin, J. Guldner, J. Shi. Sliding Mode Control in Electromechanical System, Taylor and Francis, 1999

Applicazioni specifiche di controllo

U. Kiencke, L. Nielsen. Automotive Control Systems, Springer, 2005
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo. Robotica. Modellsitica, pianificazione e controllo, McGraw-Hill, 2008
P. Vas. Sensorless Vector and Direct Torque Control, Oxford University Press, 1998
(EN) George Stephanopoulos, Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice, Prentice Hall PTR, 1983, ISBN 0-13-128629-3.
(EN) William Luyben, Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, McGraw-Hill Companies, 1989, ISBN 0-07-039159-9.