Indice Introduzione Capitolo 1 Pendolo inverso con volano

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Rosa Grilli
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1 1 Introduzione XV Capitolo 1 Pendolo inverso con volano Descrizione del sistema Asta Base Motore Volano Sensore Box di controllo e comando Controllo analogico Amplificatore di potenza Modello di prima approssimazione Pendolo Motore Volano Trasduttore di posizione angolare Amplificatore di potenza Schema a blocchi completo del modello di prima approssimazione Stima parametrica Pendolo Motore Trasduttore della posizione angolare Rotore e volano Amplificatore di potenza Riepilogo dei parametri stimati Validazione del modello Modello di seconda approssimazione Motore fenomeni di attrito Motore fenomeni elettrici 38

2 VIII Amplificatore di potenza Volano Effetto dell accelerazione di gravità Trasduttore della posizione angolare Validazione conclusiva Controllo analogico interno Analisi del controllore Analisi delle prestazioni Controllo con retroazione degli stati e ricostruttore Progetto del controllo Ricostruzione degli stati Realizzazione del sistema di controllo Osservazioni sulla realizzazione digitale Progetto in frequenza loop shaping 68 Capitolo 2 Levitatore magnetico Descrizione del sistema Elettromagnete Trasduttore di posizione Massa ferrosa Struttura di sostegno Box di controllo e di comando Controllo analogico interno Trasduttore di corrente Amplificatore di transconduttanza Modello di prima approssimazione Dispositivo elettromeccanico Trasduttore di posizione Trasduttore di corrente Amplificatore di transconduttanza Modello complessivo di prima approssimazione Stima parametrica Determinazione del punto di lavoro nominale Trasduttore di posizione Trasduttore di corrente Dispositivo elettromeccanico Amplificatore di transconduttanza Riepilogo dei parametri stimati Validazione del modello Modello di seconda approssimazione Trasduttore di posizione Dispositivo elettromeccanico Amplificatore di transconduttanza Trasduttore di corrente Fenomeni di attrito Fenomeni di quantizzazione Validazione conclusiva 114

3 IX 2.6 Sistemi di controllo Controllo con retroazione degli stati e ricostruttore tecnica di pole placement Controllo con retroazione degli stati e azione integrale tecnica di pole placement Controllo ottimo LQ Controllo LQ con azione integrale Progetto in frequenza loop shaping Progetto del controllo Realizzazione del sistema di controllo 131 Capitolo 3 Pendolo inverso su carrello Descrizione del sistema Pendolo Sensore di posizione angolare Carrello Guide Sensore di posizione lineare Motore e dinamo tachimetrica Azionamento del motore Box di condizionamento e di controllo Modello di prima approssimazione Pendolo Trasduttore di posizione angolare Carrello Trasduttore di posizione del carrello Sistema di movimentazione Trasduttore di velocità angolare Azionamento del motore Modello completo di prima approssimazione Stima parametrica Trasduttore di posizione angolare Pendolo Trasduttore di posizione del carrello Carrello Trasduttore di velocità del motore Azionamento del motore Sistema di movimentazione Riepilogo dei parametri stimati Validazione del modello Modello di seconda approssimazione Trasduttore di posizione angolare Pendolo Carrello Stima di movimentazione Validazione conclusiva 179

4 X 3.6 Architettura dei sistemi di controllo Anello di controllo della posizione del carrello Modelli lineari completi Progetto in frequenza loop shaping Progetto del compensatore Realizzazione del sistema di controllo Controllo con retroazione degli stati tecnica di pole placement Progetto del compensatore Realizzazione dell anello di controllo 194 Capitolo 4 Forno elettrico Descrizione del sistema Contenitore Piastra metallica Attuatore termico Ventola Sensori di temperatura Box di controllo e comando Alimentatori Modello di prima approssimazione Forno Trasduttori di temperatura Amplificatore a controllo di fase Modello complessivo di prima approssimazione Stima parametrica Determinazione del punto di lavoro nominale Trasduttore di temperatura a semiconduttore Trasduttore di temperatura a termoresistenza Trasduttore di temperatura a termocoppia Forno Amplificatore a controllo di fase Riepilogo dei parametri stimati Validazione del modello di prima approssimazione Modello di seconda approssimazione Amplificatore a controllo di fase Dinamica dei trasduttori di temperatura Tempo di ritardo Quantizzazione dei segnali Validazione del modello di seconda approssimazione Controllo con azione proporzionale, integrativa e derivata (PID) Controllo di tipo P Controllo di tipo PI Compensatore di tipo PID Controllo con struttura RST Calcolo del compensatore 248

5 XI Appendice A Problemi proposti 253 A.1.2 Capitolo 1 Pendolo inverso con rotore 253 A.2.3 Capitolo 2 Levitatore magnetico 254 A.3.4 Capitolo 3 Pendolo inverso con carrello 255 A.4.5 Capitolo 4 Forno elettrico 256 A.5.6 A carattere generale 258 Appendice B Strumenti hardware e software 259 B.1 Hardware 259 B.1.1 Multimetro HP 3478A 259 B.1.2 Sonda di corrente Tektronix A6302 e amplificatore per sonda di corrente Tektronix AM B.1.3 Oscilloscopio Tektronix TDS B.1.4 Generatore di funzioni HP B.1.5 Alimentatore dual tracking Topward TPS B.1.6 Alimentatore Topward TPS-2303D 262 B.1.7 Impedenzimetro digitale HP 4261A (LCR-meter) 263 B.1.8 Contatore universale 100MHz HP 5316B 264 B.1.9 Multimetri digitali portatili 264 B.1.10 Sensore ottico amplificato (per contagiri digitale) 265 B.1.11 Termometri a mercurio 265 B.1.12 Schede di acquisizione per PC 265 B.1.13 Termocamera 265 B.2 Software 266 B.2.1 The Mathworks 266 B.2.2 National Instruments 266 analitico 267

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