Relazione sull attività scientifica e didattica di Luca Zaccarian nel triennio 11/ /2009

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1 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio Relazione sull attività scientifica e didattica di Luca Zaccarian nel triennio 11/ /2009 Name: Luca Zaccarian zack@disp.uniroma2.it WWW: Phone: Address: Dipartimento di Informatica, Sistemi e Produzione Università di Roma, Tor Vergata Via del Politecnico Roma, Italy 1 RICERCA 1.1 Fondi Titolare Coordinatore locale del progetto europeo NICE finanziato dalla European Defense Agency Titolare del progetto di ricerca Studio e applicazione di architetture software innovative e tecniche di controllo nonlineare ai sistemi di controllo real-time di FTU nell ambito del contratto di associazione tra l Univ. di Roma, Tor Vergata e l ENEA-Euratom Responsabile per l Italia del progetto di ricerca bilaterale Analysis and design of control systems with saturation and time-delay finanziato dall Australian Research Council (grant # LX ) in collaborazione con il Prof. D. Nesic (Univ. of Melbourne) Partecipante MIUR PRIN Tecniche avanzate di controllo e identificazione per applicazioni innovative MIUR FIRB TIGER. 1.2 Collaborazioni con università estere Univ. of California, Santa Barbara (USA): Prof. A.R. Teel, Prof. P. Kokotovic; University of Melbourne (Australia): Proff. D. Nesic, M. Cantoni, E. Weyer; University of Leicester (UK): Proff. I. Postlethwaite, M. Turner; Imperial College (Londra, UK): Prof. A. Astolfi; Univ. of Massachusetts Lowell (USA): Prof. Tingshu Hu Univ. of New Mexico (USA): Proff. C.T. Abdallah, M. Gilmore, E. Schamiloglu; Univ. of Toulouse (France): Prof. Sophie Tarbouriech, Prof. Christophe Prieur; 1.3 Collaborazioni con enti e industrie dal 2007: Thales Alenia Spazio su controllo di assetto di satelliti; dal 2007: E.L.V. su controllo di lanciatori di satelliti; dal 2002: ENEA (Frascati, Roma) su tecniche di controllo nonlineare applicate a sistemi di fusione termonucleare; : Rigel Sistemi s.r.l., nell ambito di una tesi triennale (Marco Testarmata) sullo sviluppo di applicativi diagnostici su sistemi di automazione industriale; 2 Didattica 2.1 Didattica istituzionale L attività didattica si è svolta presso l Università di Roma, Tor Vergata.

2 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio Incarichi ufficiali AA 06/07,07/08,08/09,09/10 corso da 5 crediti formativi di Robotica con Laboratorio (anche denominato Robotica e Automazione 1 ) per i corsi di laurea/laurea specialistica in Ing. dell Automazione, Informatica, Meccanica, Elettronica, Gestionale (in media 100 studenti/anno). AA 006/07,07/08,08/09,09/10 corso da 5 crediti formativi di Teoria dei Sistemi e del Controllo (anche denominato Ottimizzazione nei Sistemi di Controllo 1 ) per i corsi di laurea specialistica in Ing. dell Automazione e Gestionale (in media 200 studenti/anno). AA 06/07,07/08,08/09,09/10 corso da 5 crediti formativi di Laboratorio di Automatica (anche denominato Laboratorio di Automatica e Strumentazione 1 ) per il corso di laurea in Ing. dell Automazione (in media 25 studenti/anno) Tutorato Tutore degli studenti di dottorato Luigi Pangione (XX ciclo), Yahya Sadeghi (XXIII ciclo) e Riccardo Vitelli (XXIV ciclo). Tutore di studenti ERASMUS stranieri in visita presso il nostro ateneo; Tutore di studenti impegnati in attività di tirocinio aziendale; Relatore di 15 tesi di laurea e 15 tesi di laurea specialistica. 2.2 Altre attività didattiche 07/2009: Docente nella scuola di dottorato SIDRA: Controllo robusto e vincolato. Bertinoro, FO /11,2008: Docente nella scuola di dottorato Scuola avanzata Giovanni Zappa su tecniche di controllo e identificazione Udine. 03/2008 docente del modulo di Controllo di sistemi nonlineari nel corso di master di secondo livello denominato Esperto in progettazione integrata di sistemi meccatronici, presso l Università degli Studi di Perugia docente del modulo di Processo di innovazione industriale nel corso IFTS finanziato dalla regione Lazio, denominato Tecnico superiore per la progettazione elettronica dei sistemi di controllo ed automazione. AA 03/04,04/05,07/08 docente del corso breve di dottorato su Controllo di sistemi nonlineari, Università di Roma, Tor Vergata. 2.3 Servizi prestati nell ateneo AA 06/07,07/08,08/09,09/10: Coordinatore SOCRATES/ERASMUS per Ingegneria dell Automazione. AA 06/07,07/08,08/09,09/10: responsabile del laboratorio didattico di robotica. Il laboratorio, inizialmente avviato con 4 postazioni sperimentali robotiche, è correntemente attrezzato con 7 postazioni. AA 06/07,07/08,08/09,09/10: responsabile della sicurezza del laboratorio didattico di informatica, che alloggia 21 postazioni PC a disposizione degli studenti. AA 006/07,07/08,08/09,09/10: membro del collegio dei docenti del corso di dottorato di ricerca in Informatica e Ingegneria dell automazione. 3 ATTIVITÀ EDITORIALE 3.1 Organizzazione di eventi internazionali 2009: Organizzatore della mini-tutorial session Constructive anti-windup design methods presentata alla 2009 European Control Conference, Budapest (Hungary), Agosto /2008: Co-organizzatore della invited session Control of Tokamak plasmas: past, present and future perspectives, presentata alla 2008 Conference on Decision and Control.

3 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio Attività in società professionali 2011: Publicity chair della 2011 Conference on Decision and Control. dal 2009: Senior Member del IEEE dal 2009: Membro del Control Systems Society Conference Editorial Board (IEEE-CSS CEB). 2009: Membro dell International Program Committee della 2009 Conference on Decision and Control. 2009: Membro dell International Program Committee del congresso 2009 IEEE-MSC (che include la IEEE Conference on Control Applications). dal 2008: Membro dell IFAC Technical Committee 2.3: Nonlinear Control Systems. 2008: Publicity co-chair della 2008 Conference on Decision and Control. 2007: Membro dell International Program Committee del congresso 2007 IEEE-MSC (che include la IEEE Conference on Control Applications).

4 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio Pubblicazioni Libri [B1] L. Zaccarian and A.R. Teel. Modern anti-windup synthesis. Princeton University Press, in press, Brevetti [P1] L. Zaccarian and F. Sabbioni. Apparato e metodo di simulazione real-time di manipolatori robotici e macchine a controllo numerico. Italian patent application # RM 2007A000575, October Pubblicazioni su riviste internazionali [J1] L. Zaccarian, L. Boncagni, D. Cascone, C. Centioli, S. Cerino, F. Gravanti, F. Iannone, F. Mecocci, L. Pangione, S. Podda, V. Vitale, and R. Vitelli. Nonlinear instabilities induced by the F coil power amplifier at FTU: modeling and control. Fusion Engineering and Design, 84(7 11): , [J2] L. Zaccarian. Dynamic allocation for input-redundant control systems. Automatica, 45: , [J3] M. Massimetti, L. Zaccarian, T. Hu, and A.R. Teel. Linear discrete-time global and regional anti-windup: an LMI approach. Int. Journal of Control, 82(12): , [J4] S. Galeani, S. Tarbouriech, M.C. Turner, and L. Zaccarian. A tutorial on modern anti-windup design. European Journal of Control, 15(3-4): , [J5] D. Dai, T. Hu, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Piecewise-quadratic Lyapunov functions for systems with deadzones or saturations. Systems and Control Letters, 58: , [J6] D. Carnevale, A. Astolfi, C. Centioli, S. Podda, V. Vitale, and L. Zaccarian. New extremum seeking technique and its application to maximize RF heating on FTU. Fusion Engineering and Design, 84(2 6): , [J7] L. Boncagni, L. Lattanzio, M. Panella, C. Torelli, and L. Zaccarian. A web services based system for the distribution of live information in fusion experiments. Fusion Engineering and Design, 84(2 6): , [J8] D. Nešić, L. Zaccarian, and A.R. Teel. Stability properties of reset systems. Automatica (B), 44(8): , [J9] T. Hu, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Anti-windup synthesis for linear control systems with input saturation: achieving regional, nonlinear performance. Automatica (B), 44(2): , [J10] G. Grimm, A.R. Teel, and L. Zaccarian. The l 2 anti-windup problem for discrete-time linear systems: definition and solutions. Systems and Control Letters, 57(4): , [J11] S. Galeani, S. Onori, A.R. Teel, and L. Zaccarian. A magnitude and rate saturation model and its use in the solution of a static anti-windup problem. Systems and Control Letters, 57(1):1 9, [J12] C. Centioli, F. Iannone, G. Mazza, M. Panella, L. Pangione, S. Podda, A. Tuccillo, V. Vitale, and L. Zaccarian. Maximization of the lower hybrid power coupling in the Frascati Tokamak Upgrade via extremum seeking. Control Engineering Practice, 16(12): , [J13] L. Boncagni, C. Centioli, F. Iannone, C. Neri, M. Panella, L. Pangione, M. Riva, M. Scappaticci, V. Vitale, and L. Zaccarian. Synchronous databus network in ITER: open source real-time network for the next nuclear fusion experiment. Fusion Engineering and Design, 83(2-3): , 2008.

5 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio [J14] L. Zaccarian, E. Weyer, A.R. Teel, Y. Li, and M. Cantoni. Anti-windup for marginally stable plants and its application to open water channel control systems. Control Engineering Practice, 15(2): , [J15] V. Vitale, C. Centioli, F. Iannone, M. Panella, L. Pangione, M. Sabatini, L. Zaccarian, and R. Zuccalà. A Matlab based framework for the real-time environment at FTU. Fusion Engineering and Design, 82(5-14): , [J16] S. Galeani, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Constructive nonlinear anti-windup design for exponentially unstable linear plants. Systems and Control Letters, 56(5): , [J17] A.R. Teel, L. Zaccarian, and J. Marcinkowski. An anti-windup strategy for active vibration isolation systems. Control Engineering Practice, 14(1):17 27, [J18] A.R. Teel and L. Zaccarian. On uniformity in definitions of global asymptotic stability for timevarying nonlinear systems. Automatica, 42(12): , [J19] T. Hu, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Stability and performance for saturated systems via quadratic and non-quadratic Lyapunov functions. IEEE Trans. Aut. Cont. (A), 51(11): , November [J20] S. Galeani, M. Massimetti, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Reduced order linear anti-windup augmentation for stable linear systems. International Journal of Systems Science, 37(2): , [J21] D. Carnevale, S. Nicosia, and L. Zaccarian. Generalized constructive model of hysteresis. IEEE Transactions on Magnetics, 42(12): , December Contributi in libri a diffusione internazionale [BC1] D. Dai, T. Hu, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Case studies on the control of input-constrained linear plants via output feedback containing an internal deadzone loop. In S. Tarbouriech, G. Garcia, and A.H. Glattfelder, editors, Advanced strategies in control systems with input and output constraints, pages Springer-Verlag, LNCIS, [BC2] A.R. Teel and L. Zaccarian. On the literature s two different definitions of uniform global asymptotic stability for nonlinear systems. In A. Loria, F. Lamnabhi-Lagarrigue, and E. Panteley, editors, Advanced topics in control systems theory: lecture notes from FAP 2005, pages Springer-Verlag, LNCIS, Lavori accettati per la presentazione a congressi internazionali [C1] G. De Tommasi, S. Galeani, A. Pironti, G. Varano, and L. Zaccarian. Trading output performance for input allocation: application to the JET Tokamak shape controller. In Conference on Decision and Control, Shanghai (China), December [C2] Y. Sadeghi, L. Boncagni,, G. Calabrò, F. Crisanti, G. Ramogida, V. Vitale, and L. Zaccarian. Performing real-time reconstruction of the magnetic flux in the FTU feedback control loop using multi-polar current moments expansion in an RTAI virtual machine. In 4-th International Scientific Conference on Physics and Control, Catania (Italy), September [C3] S. Galeani, S. Tarbouriech, M.C. Turner, and L. Zaccarian. A tutorial on modern anti-windup design. In European Control Conference, pages , Budapest (Hungary), August [C4] F. Forni, S. Galeani, and L. Zaccarian. Model recovery anti-windup for plants with rate and magnitude saturation. In European Control Conference, pages , Budapest (Hungary), August [C5] L. Boncagni, G. Varano, V. Vitale, and L. Zaccarian. Using dynamic input allocation for elongation control at the Frascati Tokamak Upgrade. In Seventh IAEA Technical Meeting (IAEA-TM) on Control, Data Acquisition, and Remote Participation for Fusion Research, Aix-en-Provence (France), June 2009.

6 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio [C6] L. Boncagni, Y. Sadeghi, G. Ramogida, V. Vitale, F. Crisanti, and L. Zaccarian. Real-time reconstruction of the magnetic flux in ftu using multipolar current moments. In SOFE 2009, San Diego (CA), USA, June [C7] A. Astolfi, L. Boncagni, D. Carnevale, C. Centioli, S. Podda, V. Vitale, and L. Zaccarian. Maximizing radiofrequency heating on FTU via extremum seeking: parameter selection and tuning. In 4-th International Scientific Conference on Physics and Control, Catania (Italy), September [C8] V. Vitale, L. Boncagni, D. Cascone, C. Centioli, S. Cerino, F. Gravanti, F. Iannone, F. Mecocci, L. Pangione, S. Podda, R. Vitelli, and L. Zaccarian. Nonlinear instabilities induced by the F coil power amplifier at FTU: modeling and control. In Proceedings of the 25th Symposium on Fusion Technology, Rostock, Germany, September [C9] D. Nešić, A.R. Teel, and L. Zaccarian. On necessary and sufficient conditions for exponential and L 2 stability of planar reset systems. In American Control Conference, pages , Seattle (WA), USA, June [C10] F. Forni, S. Galeani, and L. Zaccarian. Globally stabilizing quasi time-optimal control of planar saturated linear systems. In 16th IEEE Mediterranean Conference on Control and Automation, pages , Ajaccio, Corsica (France), June [C11] D. Carnevale, L. Zaccarian, A. Astolfi, and S. Podda. Extremum seeking without external dithering and its application to plasma RF heating on FTU. In Conference on Decision and Control, Cancun, Mexico, December [C12] L. Boncagni, L. Lattanzio, M. Panella, C. Torelli, and L. Zaccarian. A web services based system for the distribution of live information in fusion experiments. In Proceedings of the 25th Symposium on Fusion Technology, Rostock, Germany, September [C13] L. Boncagni, C. Centioli, L. Fiasca, F. Iannone, M. Panella, V. Vitale, and L. Zaccarian. Introducing a virtualization technology for the FTU plasma control system. In Proc. of the 18th topical meeting on the technology of fusion energy (TOFE), San Francisco (CA), USA, September [C14] A. Astolfi, D. Carnevale, C. Centioli, F. Iannone, M. Panella, S. Podda, V. Vitale, and L. Zaccarian. New extremum seeking technique and its application to maximize RF heating on FTU. In Proceedings of the 25th Symposium on Fusion Technology, Rostock, Germany, September [C15] L. Zaccarian, D. Nešić, and A.R. Teel. Set-point stabilization of SISO linear systems using First Order Reset Elements. In American Control Conference, pages , New York (NY), USA, July [C16] L. Zaccarian. On dynamic control allocation for input-redundant control systems. In Conference on Decision and Control, pages , New Orleans (LA), USA, December [C17] L. Pagnotta, L. Zaccarian, A. Constantinescu, and S. Galeani. Anti-windup applied to adaptive rejection of unknown narrow band disturbances. In European Control Conference, pages , Kos (Greece), July [C18] S. Galeani, S. Onori, and L. Zaccarian. Nonlinear scheduled control for linear systems subject to saturation with application to anti-windup control. In Conference on Decision and Control, pages , New Orleans (LA), USA, December [C19] S. Galeani, S. Onori, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Regional, semiglobal, global nonlinear anti-windup via switching design. In European Control Conference, pages , Kos (Greece), July [C20] S. Galeani, S. Onori, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Nonlinear L 2 anti-windup for enlarged stability regions and regional performance. In Symposium on Nonlinear Control Systems (NOLCOS), pages , Pretoria (South Africa), August 2007.

7 Luca Zaccarian: relazione sul triennio 11/ / gennaio [C21] D. Dai, T. Hu, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Analysis of systems with saturation/deadzone via piecewise-quadratic Lyapunov functions. In American Control Conference, pages , New York (NY), USA, July [C22] L. Boncagni, C. Centioli, F. Iannone, C. Neri, M. Panella, L. Pangione, M. Riva, M. Scappaticci, V. Vitale, and L. Zaccarian. Synchronous databus network in ITER: open source real-time network for the next nuclear fusion experiment. In The Sixth IAEA Technical Meeting (IAEA-TM) on Control, Data Acquisition, and Remote Participation for Fusion Research, Inuyama, Japan, June [C23] L. Zaccarian, D. Nešić, and A.R. Teel. Explicit Lyapunov functions for stability and performance characterizations of FOREs connected to an integrator. In Conference on Decision and Control, pages , San Diego (CA), USA, December [C24] M. Massimetti, L. Zaccarian, T. Hu, and A.R. Teel. LMI-based linear anti-windup for discrete time linear control systems. In Conference on Decision and Control, pages , San Diego (CA), USA, December [C25] S. Galeani, S. Onori, A.R. Teel, and L. Zaccarian. Further results on static linear anti-windup design for control systems subject to magnitude and rate saturation. In Conference on Decision and Control, pages , San Diego (CA), USA, December [C26] M. Ariola, I. Loi, A. Pironti, and L. Zaccarian. A mixed decoupling/decentralized controller for coil current control in Tokamaks. In Conference on Decision and Control, pages , San Diego (CA), USA, December Rapporti interni [R1] L. Zaccarian. Dynamic allocation for input-redundant control systems. Technical report, RR-08.74, Dipart. di Inf., Sist. e Prod., University of Rome, Tor Vergata, September 2008.