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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Jean Baptiste Joseph Fourier (Auxerre, 21 marzo 1768 – Parigi, 16 maggio 1830) è stato un matematico e fisico francese, conosciuto specialmente per la sua famosa trasformata.

La sua istruzione si compì dapprima dai Benedettini, poi in una scuola militare. Partecipò alla Rivoluzione francese, rischiando di essere ghigliottinato durante il Terrore, salvato dalla caduta di Robespierre. Entrò quindi nella École Normale Supérieure, dove ebbe come professori, tra gli altri, Joseph-Louis Lagrange e Pierre-Simon Laplace. Succedette anche a quest'ultimo nel ruolo di professore alla École Polytechnique nel 1797.

Fourier partecipò alla campagna d'Egitto di Napoleone nel 1798, e ricoprì un importante ruolo di diplomatico in quel paese. Al suo ritorno in Francia nel 1801, fu nominato da Napoleone prefetto dell'Isère. Fu quindi a Grenoble che condusse i suoi esperimenti sulla propagazione del calore che gli consentirono di modellizzare l'evoluzione della temperatura per mezzo di serie trigonometriche.

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Lo sapevi che...

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Il Sistema anti bloccaggio, dall'acronimo inglese ABS (Antilock Braking System o Antiblockiersystem) è un sistema di sicurezza che evita il bloccaggio delle ruote dei veicoli in fase di frenata. Permette il mantenimento della guidabilità durante le frenate di emergenza e una riduzione degli spazi di frenata.

La nascita dell'ABS viene datata al 1978, anno in cui, prodotto dalla Bosch, venne introdotto sul mercato. In realtà era dall'inizio del XX secolo che l'azienda tedesca sviluppava questo sistema, già nel 1936 a Robert Bosch venne assegnato il brevetto n. 671925 per un ”dispositivo anti-incollaggio freni”. Lo sviluppo dell'ABS elettronico però, che culminò con il suo debutto sulla Mercedes-Benz Classe S nel 1978, iniziò solo nel 1965.
La prima automobile italiana ad essere dotata di questo sistema fu, nel 1984, la Lancia Thema.

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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.