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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
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Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
SISTEMI DI CONTROLLO; IDENTIFICAZIONE ROBUSTA; ROBUSTEZZA; OTTIMALITA'; PRESTAZIONI

Tecniche Robuste e di Ottimizzazione per Sistemi di Controllo

ad Alte Prestazioni

Università degli Studi di Udine
Abstract
I moderni sistemi di controllo si trovano a dover garantire prestazioni sempre più alte che richiedono l'imposizione di specifiche molto stringenti. Al tempo stesso, essendo tali specifiche di solito imposte sul modello nominale dell'impianto, è necessario che i controllori progettati siano in grado di assicurare una certa robustezza rispetto ad eventuali parametriche e alla presenza di dinamiche non modellate. D'altra parte è ben noto che, nei sistemi di controllo, la robustezza e le alte prestazioni sono obiettivi contrastanti e che specifiche molto severe sul modello nominale dell'impianto, possono portare ad un comportamento inaccettabile del sistema di controllo reale.

Il bilanciamento fra la robustezza e l'ottimizzazione delle prestazioni, in sistemi di controllo soggetti a specifiche molto stringenti, costituisce l'interesse principale del progetto di ricerca. Tale argomento riguarda diversi problemi che devono essere affrontati contemporaneamente dal progettista di sistemi di controllo, e che possono essere collegati a:

- la necessità di soddisfare le specifiche di controllo in presenza di incertezza di modello;
- l'interazione fra le fasi di identificazione e controllo;
- l'influenza delle limitazioni degli attuatori sul comportamento dinamico dell'anello chiuso;
- l'ottimizzazione del transitorio in presenza di vincoli sullo stato e sul comando;
- l'effetto della presenza di non-linearità significative >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Franco BLANCHINI Università degli Studi di UDINE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Al giorno d'oggi, l'ottenimento di alte prestazioni è considerato uno degli scopi primari nel progetto di molti processi. Nell'ambito dei processi automatizzati, il miglioramento delle prestazioni è inteso come la possibilità di effettuare una data operazione in un tempo più breve, con un minore consumo di energia o con un minor sfruttamento degli attuatori. D'altra parte, è anche chiaro che spingere un sistema alle sue prestazioni estreme può causare fragilità, così come la possibilità di produrre guasti. Nel caso di sistemi di controllo questo problema è cruciale. Normalmente, le prestazioni in un sistema di controllo sono espresse tramite appropriati indici o specifiche di progetto. I metodi di sintesi comunemente disponibili richiedono un modello semplificato del processo, che viene adottato nella fase di progetto per determinare una legge di controllo. L'imposizione di specifiche o l'ottimizzazione di un indice di prestazione sono basate su questo modello. Il sistema di controllo è di fatto applicato al sistema reale il cui comportamento (normalmente) non corrisponde esattamente a quello del modello. Questo spiega perché ogni sistema di controllo progettato correttamente deve assicurare un certo livello di robustezza rispetto a fattori che sono stati trascurati o considerati solo in parte nella fase di modellazione. Sfortunatamente, è ben noto che prestazioni e robustezza sono obiettivi contrastanti.

Quindi la contemporanea esigenza di PRESTAZIONI e >>>

Risultati parziali attesi
La prima fase del progetto vedrà una prima giornata di coordinamento, in cui verranno approfonditi tutti gli elementi utili alla collaborazione fattiva fra i gruppi di ricercatori che lavorano sugli stessi temi o su temi complementari. Particolare attenzione verrà dedicata alla partecipazione a questo incontro, come ai successivi, degli studenti di dottorato e dei giovani ricercatori afferenti al progetto, al fine di disseminare tra le varie sedi le competenze delle altre e favorire una solida formazione di base dei giovani. Lo scambio di visite tra ricercatori delle diverse unità operative e l'attivazione di seminari nelle varie sedi con la partecipazione anche di enti esterni alle università che motivano le esigenze applicative sono ritenute attività catalizzatrici di notevole rilevanza e ad esse sarà dedicata la massima attenzione. Una giornata di studio concluderà la prima fase con la disseminazione dei risultati ottenuti e la stesura di una relazione sullo stato di avanzamento del progetto nelle sue varie componenti tematiche. Si prevede inoltre di organizzare e partecipare a sessioni speciali e workshop sulle tematiche del progetto in ambito IFAC e IEEE. Inoltre è prevista per il 2005 la pubblicazione di uno Special Issue della rivista IEEE Transactions on Automatic Control su "Robust control design from data: direct and model based approaches" di cui il coordinatore dell'Unità di Siena, A. Vicino, è Guest Editor (assieme a L. Ljung).I risultati attesi della seconda >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Come è ben noto nell'area dei sistemi di controllo, i sistemi automatizzati risentono delle inevitabili approssimazioni usate per la progettazione del controllo. Una delle motivazioni dell'uso di controllori in retroazione è la loro capacità di ridurre (anche se fino ad un certo livello) gli effetti delle incertezze nel sistema ad anello chiuso. In sistemi in cui sono richieste alte prestazioni, questo effetto positivo può essere completamente ribaltato. Infatti, l'applicazione di un'azione di controllo ottimale (secondo qualche criterio) o con specifiche stringenti può avere conseguenze serie, anche per piccole variazioni dei parametri dai loro valori nominali. Questo è già stato sottolineato nella letteratura [1], ma ha recentemente ricevuto un rinnovato interesse [2] chiaramente motivato dalla pressante domanda di prestazioni.

Dagli anni 70-80 sono stati sviluppati strumenti importanti, in grado di tenere in conto, in modo sistematico e qualitativo, gli effetti delle incertezze. Questo ha originato un grande interesse nel settore del controllo robusto [3-8], presente ormai in molti libri di testo [9] [10], essendo l'esigenza di garantire la robustezza di importanza primaria in un sistema controllato. Tuttavia, il problema specifico della robustezza per sistemi soggetti a specifiche di alte prestazioni è un argomento di recente interesse. Assicurare alte prestazioni è uno degli scopi principali nei sistemi moderni automatizzati, ma il suo raggiungimento pu >>>