ARCHITETTURA DEI SISTEMI DI CONTROLLO

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Leopoldo Bianchi
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1 rchitettura ei sistemi i controllo RCHITETTUR DEI SISTEMI DI CONTROLLO Introuzione Un sistema è un insieme i componenti che interagiscono. La teoria ei sistemi è stata elaborata e organizzata negli anni 60 el 900, quano lo sviluppo elle iverse tecnologie e la realizzazione i sistemi sempre più complessi fecero emergere la ifficoltà per lo specialista i una tecnologia i avvicinarsi ai sistemi in generale, i cui componenti normalmente appartengono a più tecnologie (meccanica, elettrica, elettronica, informatica). Nacque così la figura el sistemista, a cui interessava relativamente poco la struttura interna ei componenti e molto più il loro comportamento quale risulta all esterno, in risposta alle sollecitazioni i ingresso. l sistemista è sufficiente la conoscenza elle connessioni tra i componenti e il loro comportamento per garantirsi una eterminata evoluzione el sistema, per poter esercitare cioè un controllo sul sistema.. In qualche caso si può trarre utilità anche a sistemi non controllabili, purché il loro comportamento sia preveibile: Eempio: l alternarsi elle stagioni non è controllabile, ma la loro preveibilità ha permesso la pratica ell agricoltura. Nei sistemi artificiali il controllo può essere: manuale: meiante l intervento ell operatore umano automatico: meiante l intervento i un automatismo. La tenenza storica è quella i sostituire il controllo manuale con quello automatico.

2 rchitettura ei sistemi i controllo - Catena aperta TIPOLOGI DEL CONTROLLO UTOMTICO Il controllo i un sistema può essere esercitato in più moi. Le architetture i riferimento sono: Catena aperta, Retroazione. CTEN PERT (zione iretta): l azione i controllo è ecisa a un programma prestabilito, senza alcuna misura ella vairabile controllata. POTENZ (t) Ingresso i riferimento Controllore Convertitore i potenza ttuatore Sistema controllato Pregi: semplice, stabile Difetti: precisione affiata alla accuratezza el moello matematico ei componenti vulnerabile ai fenomeni i usura e invecchiamento ei componenti in quanto non più feelmente escritti ai moelli matematici memorizzati vulnerabile in caso i infiltrazione i isturbi. 2

3 Compensazione in avanti (fee - forwar) In catena aperta è possibile compensare i isturbi a conizione che siano preveibili e misurabili, è cioè possibile annullare gli effetti sull uscita controllata. rchitettura ei sistemi i controllo - Catena aperta In assenza i isturbo e compensazione: B C _ 3 In assenza i isturbo e compensazione: In presenza i isturbo, senza compensazione: In presenza i isturbo, con compensazione:

4 rchitettura ei sistemi i controllo - Retroazione RETROZIONE: l azione i controllo è ecisa sulla base i un confronto tra il valore i riferimento impostato e il segnale risultante alla misura ella granezza controllata. POTENZ (t) _ e(t) Controllore Convertitore i potenza ttuatore Sistema controllato Blocco i misura Pregi: la misura ella granezza controllata consente una minore accuratezza ei moelli matematici ei componenti garantisce una: migliore precisione minore vulnerabilità ai isturbi sul ramo iretto minore vulnerabilità all usura e all invecchiamento ei componenti NB: : ciò a conizione che il ramo i retroazione sia i buona qualità. 4

5 rchitettura ei sistemi i controllo - Retroazione Difetti: la moalità con cui si ecie l azione i controllo può are origine a un sistema instabile per via ei ritari con cui i segnali si propagano tra i vari blocchi: ) il blocco i misura impiega el tempo nell eseguire la misura ella variabile controllata, il cui valore giunge quini in ritaro sul noo i confronto 2) l azione i controllo, che è ecisa sulla base i una situazione che è già vecchia, impiega el tempo per giungere sul sistema controllato e prourre i suoi effetti. Questi ritari, sia nel ramo i retroazione che in quello iretto, sono responsabili ella generazione i azioni i controllo eccessive, cioè i sovracorrezioni che provocano il penolamento ell uscita controllata e, nei casi peggiori, l instabilità el sistema. I ritari possono essere: i trasporto: : per trasporto i materia, trasmissione meccanica, pneumatica inerziali: : ovuti all accumulo e rilascio i energia (termica, meccanica, elettrica) negli accumulatori. 5

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