Fra parentesi sono indicati i paragrafi
del libro Fondamenti di Controlli Automatici (3° edizione) che trattano l'argomento.

1. PRIMA PARTE

Introduzione all’automatica. Formulazione di un problema di controllo. Variabili controllate, variabili manipolabili e disturbi. Controllo in anello aperto e controllo in anello chiuso. Incertezza.  (Capitolo 1: fino a 1.4 incluso).

1.1 Analisi Sistemi a Tempo Continuo in Variabili di Stato (State Space - SS)

Definizione di sistema dinamico. Concetti di ingresso, uscita e stato. Rappresentazione di sistemi dinamici mediante equazioni differenziali. Movimento, traiettorie, equilibrio. Formula di Lagrange. Movimento libero e movimento forzato. Principio di sovrapposizione degli effetti. Proprietà strutturali (cenni tramite esempi). Criterio degli autovalori. Criterio di Routh. Linearizzazione e stabilità dell'equilibrio per sistemi non lineari. (Capitolo 2: tutto tranne 2.4. Capitolo 3: fino a 3.5 incluso tranne 3.4.5).

1.2 Analisi Sistemi a Tempo Continuo Ingresso/Uscita (Input/Output - IO)

Trasformata di Laplace. Funzione di trasferimento: definizione, calcolo, proprietà. Poli, zeri e guadagno. Metodo di Heaviside per l’antitrasformazione. Schemi a blocchi. Connessioni in serie, parallelo e retroazione. Risposte canoniche di sistemi del primo e secondo ordine nel dominio del tempo. Costante di tempo. Pulsazione naturale e coefficiente di smorzamento. Costante di tempo dominante. Approssimazione a polo/i dominante/i. (Appendice B: fino a B.3 incluso, Capitolo 4: fino a 4.4 incluso tranne 4.2.5, 4.2.6, Capitolo 5: fino a 5.4 incluso, Capitolo 6: 6.9).

Teorema della risposta in frequenza. (Capitolo 6: 6.1, 6.2). Diagrammi cartesiani (di Bode). Diagrammi polari. (Capitolo 6: 6.6, 6.7). Interpretazione dei sistemi dinamici come filtri. (Capitolo 6: 6.8).

Ritardo di tempo. (2.4, 4.2.6, 6.2.2, 6.6.3)

2. SECONDA PARTE

Introduzione ai sistemi di controllo in anello chiuso. . Schema generale del controllo in retroazione. Requisiti del sistema di controllo. (Capitolo 1: 1.5, Capitolo 9: fino a 9.4 incluso).

2.1 Analisi sistemi retroazionati

Stabilità. Criterio di Nyquist. Criterio di Bode. Stabilità robusta. Margine di fase e margine di guadagno. (Capitolo 9: 9.5, 9.6).

Risposta in frequenza di sistemi retroazionati. Velocità di risposta. Banda passante. Precisione statica. Errore a transitorio esaurito dovuto al segnale di riferimento e ai disturbi. (Capitolo 10: tutto tranne 10.4.4, 10.6).

2.2 Progetto del controllore

Sintesi del controllore. Specifiche di progetto. Fasi del progetto. Esempi di progetto per sistemi a fase minima. (Capitolo 11: fino a 11.5 incluso tranne sistemi a fase non minima).

Controllori lineari ad azione proporzionale-integrale-derivativa (PID). Implementazione dei controllori PID. Taratura dei parametri mediante regole di Ziegler e Nichols. (Capitolo 14: 14.1, 14.2, 14.3.1, 14.3.2, 14.4.1 tranne assegnamenti di margine di guadagno e di fase, 14.4.2 solo metodo della tangente e regola di Ziegler e Nichols)

2.3 Sistemi a tempo discreto

Introduzione ai sistemi a tempo discreto. Stabilità (criterio degli autovalori). Linearizzazione e stabilità dell'equilibrio per sistemi non lineari. Trasformata Z. Funzione di trasferimento. Poli, zeri e guadagno. Antitrasformazione per lunga divisione o ricorsione. Risposta all’impulso e allo scalino. (Capitolo 7: fino a 7.6 incluso tranne 7.5.4, 7.5.5, 7.5.6 e del 7.4.5 solo matrice diagonalizzabile. Capitolo 8: 8.1, 8.2, 8.3.5, 8.5.  Appendice C: C.1, C.2, C.3)

Schemi di controllo digitale. Campionatore e mantenitore. I problemi del campionamento. Criteri di progetto di controllori digitali mediante discretizzazione di controllori analogici. (Capitolo 17: 17.1, 17.2, Teorema 17.2, 17.6, 17.7)