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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Aleksandr Michajlovič Ljapunov in russo Александр Михайлович Ляпунов^? (Jaroslavl', 6 giugno 1857 – Odessa, 3 novembre 1918) è stato un matematico e fisico russo, noto soprattutto per i suoi risultati sulla stabilità dei sistemi meccanici.

Il suo nome talora viene translitterato anche come Lyapunov, Liapunov o Ljapunow.

Ljapunov nacque a Jaroslavl', Impero russo. Suo padre Michail Vasil'evič Ljapunov (1820-1868) è stato un noto astronomo e direttore del liceo Demidovskij di Jaroslavl', dopo aver lavorato diversi anni presso l'osservatorio dell'Università di Kazan. Nel 1854, a seguito dell'allontanamento di Lobačevskij da quella Università, il padre decise di dare le dimissioni dall'osservatorio, trasferendosi con la sua famiglia in una proprietà della moglie nella provincia di Simbirsk (l'attuale Oblast' di Ul'janovsk). Qui si dedicò all'istruzione dei suoi due figli Aleksandr e Sergej, futuro compositore (1859-1924), utilizzando suoi libri scritti in russo, tedesco e francese e riguardanti diverse discipline quali matematica, astronomia, filosofia, storia, etnografia, economia politica e letteratura.

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Lo sapevi che...

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Strumentazione di controllo di una turbina a vapore.

La strumentazione di controllo o strumentazione di processo in un complesso industriale può essere definita come l'insieme degli strumenti di misurazione, regolazione, e controllo del processo stesso, che formano, nel loro insieme una catena di regolazione (detta anche loop di regolazione).

Il termine "controllo", riferito ai controlli automatici dei processi è utilizzato nell'ingegneria per fare riferimento ad un insieme di tecniche e tecnologie utili all'automatizzazione degli impianti industriali.

I processi degli impianti chimici e petrolchimici richiedono infatti la regolazione dei valori di parametri fisici e/o chimici per poter mantenere in corretta efficienza gli impianti stessi, e produrre ciò che è stato progettato.
I parametri maggiormente interessati sono ad esempio pressione, temperatura, portata, livello, ma anche altri come pH e peso.

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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.
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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.