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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
GENERAL REFERENCES:
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ANGELI D. & E.D. SONTAG (2003). Monotone control systems. IEEE TRANS. AUTOM. CONTR., Vol. 48, pp. 1684-1698.
CORRADINI M.L. & G. ORLANDO (2002). Robust output feedback stabilization of uncertain interval plants via switching control. IEEE TRANS. AUTOM. CONTR., Vol. 47, pp. 2101-2108.
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ANGELI D., F. BACCONI & E. MOSCA (2003). Attitude control of asymmetric spacecrafts subject to actuator failures. Proc. 2003 Conf. on Control Applications, pp. 474-479, Istanbul, Turkey.
BACCONI F., A. CASAVOLA & E. MOSCA (2003). Formation flying control of a pair of nano-satellites based on switching predictive control. Proc. 42nd IEEE Conf. on Decision and Control, Maui, Hawaii.
MANUELLI C. & E. MOSCA (2003). A reduced-complexity adaptive switching supervisory control of neuromuscular blockade. Proc. 16th Int. Conf. on Systems Engineering, pp. 463-466, Coventry University, UK.
MOSCA E. & A. VALLOTTI (2003). Switching predictive control of input-saturated plants under persistent distubances. European Control Conf., Cambridge, U.K..
DIONISIO R.V., E. MOSCA, J.M. LEMOS & P.O. SHIRLEY (2003). Adaptive fault tolerant control with adaptive residual generation. Proc. IFAC SAFEPROCESS’03, Washington D.C., USA.
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MOSCA E. & T. AGNOLONI (2002). Switching supervisory control based on controller falsification and inference of candidate loop performance. JOURNAL OF PROCESS CONTROL, Vol. 12, pp. 457-466.
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MOSCA E. & T. AGNOLONI (2001). Inference of candidate loop performance and data filtering for switching supervisory control. AUTOMATICA, Vol. 37, pp. 527-534.
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Parole Chiave
RIVELAZIONE ED ISOLAMENTO DI CAMBIAMENTI E GUASTI.; SUPERVISIONE DEL CONTROLLO.; CONTROLLO TOLLERANTE I GUASTI.; RICONFIGURAZIONE DEL CONTROLLO.; CONTROLLO A COMMUTAZIONE IBRIDO GESTITO DA SUPERVISORE.; MONITORAGGIO DELLE PRESTAZIONI.; SISTEMI DISTRIBUITI E CONNESSI IN RETE.; SISTEMI DINAMICI AUTONOMI.; APPLICAZIONI INDUSTRIALI, AEROSPAZIALI E NELLA INGEGNERIA BIOMEDICA.

Rivelazione di cambiamenti e guasti, loro localizzazione e diagnosi, e supervisori per la riconfigurazione del controllo nei sistemi dinamici autonomi: metodi, strumenti operativi ed applicazioni.

Università degli Studi di Firenze
Abstract
La ricerca si propone di coordinare in modo organico competenze di punta dell'automatica italiana al fine di promuovere e consolidare in ambito nazionale iniziative di sviluppo metodologico ed applicativo sulle problematiche riguardanti la rivelazione, localizzazione e diagnosi dei guasti, la supervisione e la riconfigurazione del controllo. Iniziative su tali temi erano venute espletandosi in ambito nazionale solo localmente e, dunque, in forme episodiche e circoscritte. Un svolta significativa di tale situazione si è concretizzata a partire dall'anno 2000 con il cofinanziamento da parte del MIUR di due successivi progetti di ricerca specifici sui temi sopra indicati che hanno consentito un coordinamento nazionale e fornito risultati tanto promettenti da indurre le U.R. che ne hanno fanno parte a presentare qui un'estensione del programma di ricerca che, qualora cofinanziato, renda anche possibile il consolidamento ed un ulteriore avanzamento dei risultati. Il Progetto mira dunque a procedere lungo le linee di ricerca che si sono mostrate più promettenti onde raggiungere nuovi risultati metodologici che si traducano in tecniche di progetto innovative, la cui validazione è prevista potersi realizzare su problemi di rilevante attualità per l'industria dell'auto, aerospaziale, petrolchimica nucleare e dell'ingegneria biomedica. Obiettivo non secondario del Progetto è quello di poter costituire uno strumento concreto ed efficace per la formazione di giovani ricercatori ed anche >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Edoardo MOSCA Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Un requisito fondamentale nel controllo dei processi industriali e' l'abilita' a rivelare prontamente guasti e/o cambiamenti progressivi delle condizioni operative del sistema al fine di consentire contromisure appropriate in tempo utile, quali la risintonia automatica dei compensatori disponibili o perfino una drastica riconfigurazione del sistema di controllo. L'obiettivo è quello di garantire la sicurezza dell'impianto e, possibilmente, anche un livello soddisfacente di prestazioni, a dispetto dei guasti attesi e di possibili cambiamenti di regime operativo. Tali obiettivi sono rilevanti non solo per la sicurezza e la produttivita', ma anche - e talvolta soprattutto - per diminuire i costi di manutenzione. Di fatto, nelle applicazioni industriali si assiste ad un crescente interesse per la manutenzione "condition-based". L'idea chiave e' quella di sostituire le ispezioni periodiche e sistematiche agli impianti con meno frequenti ispezioni "condition-based". Ciò e' reso possibile attraverso un monitoraggio continuo del sistema che - mediante rivelazione dei guasti, supervisione e riconfigurazione del controllo - prevenga malfunzionamenti o anche possibili danneggiamenti agli impianti. Non e' sorprendente dunque che i temi della rivelazione dei guasti, del loro isolamento, diagnosi, supervisione e riconfigurazione del controllo abbiano attratto tanta attenzione nell'ambito della comunita' dei controlli automatici sia da parte accademica che da parte dei tecnici >>>

Risultati parziali attesi
RIVELAZIONE, LOCALIZZAZIONE E DIAGNOSI DI GUASTI (BO,CS, RM, TS)
a - Sviluppo di metodi sistematici per la progettazione di modelli interni non lineari. Uso della teoria degi osservatori non lineari per la progettazione di modelli interni non lineari adattativi.
b - Sviluppo di metodi per estrarre appropriati sottinsiemi di equazioni dinamiche non lineari per ottenere tavole di parità per insiemi di guasti.
c - Realizzazione di filtri per il riconoscimento e isolamento di guasti contemporanei mediante un banco di osservatori in presenza di disturbi e incertezze di modello.
d - Applicazione ad un sistema di gestione di velivolo senza pilota.
e - Estensione di quanto in "a" e "c" a sistemi SDCR.


RIVELAZIONE DI GUASTI E RICONFIGURAZIONE DEL CONTROLLO (AN, BO, CS, FI, RM, TS)
f - Sviluppo, simulazione ed analisi di algoritmi di falsificazione del controllore con proprietà di insensibilità al "colore" ed all'inensità dei disturbi.
g - Sviluppo, simulazione ed analisi di estensioni a processi multivariabili e/o non lineari di criteri di inferenza del comportamento di un anello di retroazione candidato basati sulla nozione di un riferimento virtuale o sulla stima di funzioni di Lyapunov robuste.
h - Sviluppo di criteri di progetto di banchi di controllori al fine di agevolare sia il compito della "falsificazione" che quello dell'"inferenza".

>>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
1.RIVELAZIONE, LOCALIZZAZIONE E DIAGNOSI DI GUASTI (BO, CS, RM, TS)
La crescente complessita` dei sistemi di controllo e la sempre maggiore richiesta di qualita`, affidabilita`, sicurezza e basso impatto ambientale stimolano l'interesse al progetto di sistemi di controllo a prova di guasto. In aggiunta ai naturali vantaggi in termini di affidabilita` e sicurezza, un sistema di controllo a prova di guasto si presenta vantaggioso anche da un punto di vista economico, in quanto comporta soluzioni progettuali meno conservative di quelle basate sul classico controllo robusto o sulla ridondanza dei componenti. I guasti che il sistema deve essere capace di tollerare possono naturalmente insorgere nei sensori, negli attuatori, nel processo controllato stesso o nei dispositivi di controllo. Aspetti di fondamentale importanza nella concezione dei sistemi a prova di guasto sono: (i) la capacita` di rivelare, attraverso l'elaborazione di misure provenienti dall'impianto nel corso delle normali operazioni, l'insorgere di guasti e l'isolamento di un guasto specifico e (ii) la capacita` di modificare in tutto o in parte la strategia di controllo e i suoi parametri per adattare questa alle mutate condizioni operative.
1.1 SISTEMI SPAZIALMENTE DISTRIBUITI E CONNESSI IN RETE (SDCR) - Mentre le teorie del controllo, dell'informazione e della comunicazione sono in una certa misura discipline mature, pochi sforzi sono stati compiuti sinora per comprendere come certi vincoli >>>