Dipartimento di
Informatica e Sistemistica
MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA
MODALITÀ DI CONTROLLO INNOVATIVE
Alessandro DE CARLI
Anno Accademico 2006-07
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE DI UN ASSE
SCHEMA FUNZIONALE
COPPIA
DI CARICO
CONTROLLO
DEL MOTO
CONTROLLO
DEL MOTORE
MISURA
POSIZIONE
DEL CARICO
MISURA
VELOCITÀ
DEL MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
CONVERTITORE
MOTORE
CARICO
2
AUTOMAZIONE 2
PREREQUISITI ALLA REALIZZAZIONE
DI MOVIMENTAZIONI INNOVATIVE
CONOSCENZA APPROFONDITA:
•DEL SISTEMA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
•DELLE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO
•DELLE MODALITÀ DI PROGETTAZIONE
•DELLE MODALITÀ DI REALIZZAZIONE
•DELLE MODALITÀ DI GESTIONE
•DEI VINCOLI OPERATIVI
•DELLE FINALITÀ
MODALITÀ DI CONTROLLO
PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLE
PRESTAZIONI DESIDERATE
STRATEGIE DI CONTROLLO
3
AUTOMAZIONE 2
ANALISI DEI FENOMENI
FENOMENO DOMINANTE TRASFERIMENTO DELL’ENERGIA
DALLA RETE AL MOTORE PER:
- OTTENERE IL MOTO DEL CARICO
- EQUILIBRARE LA COPPIA DI CARICO
FENOMENI SECONDARI
INTERAZIONE MOTORE - CARICO
- OSCILLAZIONE NELLA TRASMISSIONE
- ISTERESI DOVUTA AD ATTRITO
SECCO E DI DISTACCO
INTERAZIONE MOTORE - STRUTTURA
DI SUPPORTO
- VIBRAZIONI DELLA STRUTTURA
STRATEGIE DI CONTROLLO
4
AUTOMAZIONE 2
CONNESSIONE MOTORE CARICO RIGIDA
DINAMICA DELLA MOVIMENTAZIONE RAPIDA
FENOMENI SECONDARI TRASCURABILI
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA VELOCITÀ DEL MOTORE
PROFILI DI VELOCITÀ
SENZA DISCONTINUITÀ DI TIPO
A GRADINO
CONTROLLO MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
AGENDO IN MODO INDIRETTO
SUL VALORE DELLA DI COPPIA
VARIABILE DI COMANDO DEL MOTORE:
- VALORE EFFICACE DELLA CORRENTE
NEI BRUSHLESS
- VALORE DELLO SCORRIMENTO IN
FUNZIONE DELL’ERRORE DI VELOCITÀ
NEI MOTORI ASINCRONI
5
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- AMPIO CAMPO DI VARIAZIONE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
STIMA INDIRETTA IN LINEA DEI PARAMETRI DEL CARICO
REGOLATORE P I D CON ADATTAMENTO SOLO DEL GUADAGNO
REGOLATORE P I D CON ADATTAMENTO DEL GUADAGNO
E DELL’AZIONE INTEGRALE
STRATEGIE DI CONTROLLO
6
AUTOMAZIONE 2
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
COPPIA
DI CARICO
PROFILO
DI VELOCITÀ
tempo
REGOLATORE
P I D
A PARAMETRI
COSTANTI
CONTROLLO MOTORE
INVERTER V/F
MOTORE
CARICO
PARAMETRI
COSTANTI
MISURA
VELOCITÀ
MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
7
AUTOMAZIONE 2
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
PROFILO
DI VELOCITÀ
STIMA INDIRETTA
DEI PARAMETRI
DEL CARICO
tempo
REGOLATORE
P I D
A GADAGNO
VARIABILE
CONTROLLO MOTORE
INVERTER V/F
MOTORE
COPPIA
DI CARICO
CARICO
PARAMETRI
VARIABILI
MISURA
VELOCITÀ
MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
8
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
FENOMENI SECONDARI RILEVANTI O PREPONDERANTI
LINEE GUIDA PER REALIZZARE
IL CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE
•
UTILIZARE MOTORI AD ALTA DINAMICA O MOTORI DI COPPIA
•
UTILIZZARE INVERTER CON CONTROLLO DIGITALE DELLA CORRENTE
•
ALIMENTARE IL MOTORE TRAMITE INVERTER VETTORIALE CON
CONTROLLO DIGITALE DEL VALORE ISTANTANEO DELLA COPPIA ANCHE
DURANTE I TRANSITORI RAPIDI
•
ELIMINARE L’INSORGERE DI FENOMENI SECONDARI AGENDO
SULL’ANDAMENTO DELLA COPPIA MOTRICE IMPRESSA AL CARICO
(ESCURSIONE E RAPIDITÀ DI VARIAZIONE)
•
MIGLIORARE LA QUALITÀ DELLE MISURE (LINEARITÀ - FILTRAGGIO
DEL RUMORE - INTERPOLAZIONE) PRIMA DI UTILIZZARLE PER IL
CONTROLLO DINAMICO DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
9
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
INTERAZIONE MOTORE - CARICO
FENOMENI SECONDARI OSCILLAZIONI NELLA TRASMISSIONE
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA VELOCITÀ DEL MOTORE
PROFILI DI VELOCITÀ
CONTROLLO MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO
A GRADINO NELLA DERVATA PRIMA
CONTROLLO VETTORIALE
VALORE PREFISSATO DEL FLUSSO DAI MAGNETI NEI BRUSHLESS
DALLA COMPONENTE id DELLA CORRENTE
DI STATORE IN FASE CON IL FLUSSO NEI
MOTORI ASINCRONI
VARIABILE DI COMANDO COINCIDENTE
LA COMPONENTE IN QUADRATURA iq
DELLA CORRENTE DI STATORE
10
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO
- PROFILO DI ACCELERAZIONE O PROFILO DI COPPIA
SOMMATO DIRETTAMENTE ALLA VARIABILE DI COMANDO
DEL MOTORE, OSSIA AL VALORE ISTANTANEO DELLA
COMPONENTE IN QUADRATURA DELLA CORRENTE
STRATEGIE DI CONTROLLO
11
AUTOMAZIONE 2
PROFILO
DI VELOCITÀ
PROFILO
DI COPPIA
coppia
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
tempo
tempo
REGOLATORE
P I D
A PARAMETRI
COSTANTI
CONTROLLO VETTORIALE
iq
INVERTER VETTORIALE
MOTORE PER INVERTER
COPPIA
DI CARICO
CARICO
PARAMETRI
COSTANTI
id
MISURA
VELOCITÀ
MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
12
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
-
REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO
-
PREDITTORE DELLA COPPIA MOTRICE CON AZIONE DIRETTA
SULLA VARIABILE DI COMANDO DEL MOTORE, OSSIA SUL
VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE IN QUADRATURA
DELLA CORRENTE IL PREDITTORE ESPLICA UNA AZIONE DI TIPO
DERIVATIVO
STRATEGIE DI CONTROLLO
13
AUTOMAZIONE 2
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
PROFILO
DI VELOCITÀ
tempo
COPPIA
DI CARICO
PREDITTORE
AZIONE DERIVATIVA
REGOLATORE
P I D
A PARAMETRI
COSTANTI
CONTROLLO VETTORIALE
CARICO
INVERTER VETTORIALE
PARAMETRI
COSTANTI
iq
MOTORE PER INVERTER
id
MISURA
VELOCITÀ
MOTORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
14
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
INTERAZIONE MOTORE - CARICO
FENOMENI SECONDARI OSCILAZIONI NELLA TRASMISSIONE
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA POSIZIONE DEL CARICO
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO
PROFILI DI VELOCITÀ
A GRADINO NELLA DERVATA
CONTROLLO MOTORE
CONTROLLO VETTORIALE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE IN
FASE DELLA CORRENTE MANTENUTO AL
VALORE PREFISSATO DA UN CONTROLLO
LOCALE A CONTROREZIONE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN QUADRATURA DELLA CORRENTE
LINEARMENTE PROPORZIONALE AL VALORE
DELLA COPPIA DETERMINATO DAL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
15
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO
AZIONE DERIVATIVA IN BANDA RICAVATA DALLA
CONTROREAZIONE DI POSIZIONE E CALCOLATA TRAMITE
FILTRO A PARAMETRI COSTANTI O ADATTATIVO
- FILTRO ELIMINA BANDA (FILTRO DI NOTCH) ACCORDATO
SULLA PULSAZIONE DI OSCILLAZIONE
- PREDITTORE DELLA COPPIA MOTRICE (EVENTUALE)
STRATEGIE DI CONTROLLO
16
AUTOMAZIONE 2
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
PROFILO
DI VELOCITÀ
tempo
COPPIA
DI CARICO
PREDITTORE
AZIONE DERIVATIVA
REGOLATORE
P I
CONTROLLO VETTORIALE
FILTRO
DI NOTCH
AZIONE
DERIVATIVA
INVERTER VETTORIALE
MOTORE PER INVERTER
CARICO COSTANTE
MISURA
POSIZIONE
DEL CARICO
STRATEGIE DI CONTROLLO
17
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
INTERAZIONE MOTORE - CARICO
FENOMENI SECONDARI
VARIAZIONE DEI PARAMETRI DEL CARICO
RILEVANTE ATTRITO SECCO E DI DISTACCO
OSCILAZIONI NELLA TRASMISSIONE
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA POSIZIONE DEL CARICO
PROFILI DI VELOCITÀ
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO A
GRADINO NELLA DERIVATA
CONTROLLO MOTORE
CONTROLLO VETTORIALE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE IN
FASE DELLA CORRENTE MANTENUTO AL
VALORE PREFISSATO DA UN CONTROLLO
LOCALE A CONTROREZIONE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN QUADRATURA DELLA CORRENTE
LINEARMENTE PROPORZIONALE AL VALORE
DELLA COPPIA DETERMINATO DAL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
18
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- AMPIE VARIAZIONI
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- CONTROLLORE CON ASSEGNAZIONE DELLA DINAMICA
- SONO ASSEGNATI I POLI DELLA FUNZIONE DI
TRASFERIMENTO RELATIVI ALLA MOVIMENTAZIONE
- È NOTA LA FUNZIONE DI TRASFERMENTO DEL CARICO RELATIVA
ALLE CONDIZIONI NOMINALI DI FUNZIONAMENTO
- VIENE CALCOLATA LA FUNZIONE DI TRASFERMENTO RELATIVA AL
INCERTEZZE
- VIENE CALCOLATA LA FUNZIONE DI TRASFERIMENTO DEL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
- VENGONO VERIFICATE LE CONDIZIONI DI ROBUSTEZZA
- PREDITTORE DELLA COPPIA MOTRICE
STRATEGIE DI CONTROLLO
19
AUTOMAZIONE 2
velocità
STRUTTURA DEL SISTEMA DI MOVIMENTAZIONE
PROFILO
DI VELOCITÀ
tempo
COPPIA
DI CARICO
PREDITTORE
AZIONE DERIVATIVA
CONTROLLORE
ROBUSTO
A DINAMICA IMPRESSA
INVERTER VETTORIALE
MOTORE PER INVERTER
CARICO A
PARAMETRI COSTANTI
MISURA
POSIZIONE
DEL CARICO
STRATEGIE DI CONTROLLO
20
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
INTERAZIONE MOTORE-STRUTTURA DI SUPPORTO
FENOMENI SECONDARI VIBRAZIONI DELLA STRUTTURA
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA POSIZIONE DEL CARICO EFFETTUATA
SULLA STRUTTURA
PROFILI DI VELOCITÀ
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO
GRADINO NELLA DERIVATA SECONDA
CONTROLLO MOTORE CONTROLLO VETTORIALE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN FASE DELLA CORRENTE MANTENUTO AL
VALORE PREFISSATO DA UN CONTROLLO
LOCALE A CONTROREZIONE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE IN
QUADRATURA DELLA CORRENTE
LINEARMENTE PROPORZIONALE AL VALORE
DELLA COPPIA DETERMINATO DAL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
21
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO
AZIONE DERIVATIVA (EVENTUALE) IN BANDA RICAVATA DALLA
CONTROREAZIONE DI POSIZIONE E CALCOLATA TRAMITE
FILTRO A PARAMETRI COSTANTI O ADATTATIVO
- FILTRO ELIMINA BANDA (FILTRO DI NOTCH) ACCORDATO
SULLA PULSAZIONE DI VIBRAZIONE DELLA STRUTTURA
- PREDITTORE DELLA COPPIA MOTRICE (EVENTUALE)
STRATEGIE DI CONTROLLO
22
velocità
AUTOMAZIONE 2
PROFILO
DI VELOCITÀ
tempo
PREDITTORE
COPPIA
DI CARICO
AZIONE DERIVATIVA
INVERTER VETTORIALE
REGOLATORE
P I
FILTRO
DI NOTCH
AZIONE
DERIVATIVA
MOTORE PER INVERTER
CARICO A
PARAMETRI COSTANTI
MISURA
POSIZIONE
DEL CARICO
VIBRAZIONE DELLA STRUTTURA
STRATEGIE DI CONTROLLO
23
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
VARIAZIONI DETERMINISTICHE DELLA COPPIA DI CARICO
FENOMENI SECONDARI
TRASCURABILI
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA
MISURA DIRETTA DELLA POSIZIONE DEL CARICO
PROFILI DI VELOCITÀ
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO A
GRADINO NELLA DERVATA
CONTROLLO MOTORE CONTROLLO VETTORIALE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN FASE DELLA CORRENTE PREFISSATO O
MANTENUTO AL VALORE PREFISSATO DA UN
CONTROLLO LOCALE A CONTROREZIONE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE IN
QUADRATURA DELLA CORRENTE
LINEARMENTE PROPORZIONALE AL VALORE
DELLA COPPIA DETERMINATO DAL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
24
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- ESTIMATORE IN LINEA DELLA COPPIA DI CARICO OTTENUTO
DALLA DERIVATA SECONDA DEL VALORE DELLA POSIZIONE
- COMPENSAZIONE LOCALE DELLA COPPIA DI CARICO
OTTENUTO AGENDO SULLA COMPONENTE IN
QUADRATURA DELLA CORRENTE
- REGOLATORE P I D CON PARAMETRI DEL REGOLATORE
ACCORDATI SUL VALORE NOMINALE DEI PARAMETRI DEL
CARICO. EVENTUALE AZIONE DERIVATIVA RICAVATA DALLA
CONTROREAZIONE DI POSIZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
25
AUTOMAZIONE 2
ESTIMATORE
FILTRO
PROFILO
DI VELOCITÀ
PASSA BASSO
coppia
di carico
velocità
DELLA COPPIA
DI CARICO
tempo
tempo
REGOLATORE
P I D
A PARAMETRI
COSTANTI
iq
id
CONTROLLO
VETTORIALE
INVERTER
VETTORIALE
MOTORE PER
INVERTER
CARICO
PARAMETRI
COSTANTI
MISURA
POSIZIONE
CARICO
STRATEGIE DI CONTROLLO
26
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE MOLTO RAPIDA
VARIAZIONI CASUALI DELLA COPPIA DI CARICO
FENOMENI SECONDARI TRASCURABILI
CONTROLLO DELLA MOVIMENTAZIONE BASATO SULLA MISURA DIRETTA
DELLA POSIZIONE DEL CARICO ED EVENTUALMENTE MISURA DELLA
VARIANZA DELLA COPPIA DI CARICO
PROFILI DI VELOCITÀ
CONTROLLO MOTORE
SENZA DISCONTINUITÀ DEL TIPO A
GRADINO NELLA DERIVATA
CONTROLLO VETTORIALE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN FASE DELLA CORRENTE PREFISSATO O
MANTENUTO AL VALORE PREFISSATO DA UN
CONTROLLO LOCALE A CONTROREAZIONE
- VALORE ISTANTANEO DELLA COMPONENTE
IN QUADRATURA DELLA CORRENTE
LINEARMENTE PROPORZIONALE AL
VALORE DELLA COPPIA DETERMINATO DAL
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
STRATEGIE DI CONTROLLO
27
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO MOVIMENTAZIONE
PARAMETRI DEL CARICO (LATO MOTORE)
- VARIAZIONI LIMITATE INTORNO AL VALORE NOMINALE
DISPOSITIVO DI CONTROLLO
- ESTIMATORE DELLA VARIANZA DELLA COPPIA DI CARICO DELLA STIM
DEL VALORE MEDIO DELLA COPPIA DI CARICO E DEL SUO
SCOSTAMENTO QUADRATICO MEDIO
- REGOLATORE OTTIMO PER LA MINIMIZZAZIONE DELL’EFFETTO
DELLE VARIAZIONI CASUALI DELLA COPPIA DI CARICO
STRATEGIE DI CONTROLLO
28
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLO OTTIMO
DELLA VARIANZA
DELLA COPPIA DI
CARICO
PROFILO
DI VELOCITÀ
coppia
di carico
velocità
ESTIMATORE
tempo
tempo
CONTROLLORE
coppia
OTTIMO
A PARAMETRI
COSTANTI
flusso
CONTROLLO
VETTORIALE
INVERTER
VETTORIALE
MOTORE PER
INVERTER
CARICO
PARAMETRI
COSTANTI
MISURA
POSIZIONE
CARICO
STRATEGIE DI CONTROLLO
29
AUTOMAZIONE 2
REALIZZAZIONE
PRODOTTI HARDWARE PRODOTTI SOFTWARE
•MOTORI AD ALTA DINAMICA
• INVERTER CON VARIE
PRESTAZIONI
• SCHEDE CONTROLLO ASSI
CON PROGRAMMI PER LA
REALIZZAZIONE DEL
CONTROLLORE TIPO P I D
• SCHEDE CONTROLLO ASSI
PREDISPOSTE PER
INSERIRE IL SOFTWARE DI
UN CONTROLLORE
DEDICATO
•RETI
LOCALI
•TRASDUTTORI POSIZIONE
•TRASDUTTORI VELOCITÀ
• PROGRAMMI PER LA
SIMULAZIONE DEL CARICO
MECCANICO
• PROGRAMMI PER IL
CONTROLLO DELLA
MOVIMENTAZIONE CON
REGOLATORE PID
• PROGRAMMI PER IL
CONTROLLO DELLA
MOVIMENTAZIONE CON
CONTROLLORI ADATTAVI E
AD ASSEGNAZIONE DEI POLI
• PROGRAMMI DI SUPPORTO
ALLA PROGETTAZIONE DEL
CONTROLLORE
STRATEGIE DI CONTROLLO
30
AUTOMAZIONE 2
CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE
PER ARRIVARE ALLA REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI
MOVIMENTAZIONE DI TIPO INNOVATIVO E/O EVOLUTO
OCCORRE:
• CONOSCERE IN MODO NON SUPERFICIALE E
APPROSSIMATIVO IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DI
MOVIMENTAZIONE PRIMA DI AFFRONTARE LA
PROGETTAZIONE DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO
• APPLICARE LA MODALITÀ DI CONTROLLO CHE
POSSANO ESSERE RESE OPERATIVE SECONDO
SCHEMI ED ELABORAZIONI DI TIPO SEMPLICE
• ELEVARE LA QUALITÀ DELLE PRESTAZIONI
APPLICANDO UNA PROGETTAZIONE PIÙ IMPEGNATIVA
DELLA MODALITÀ DI CONTROLLO
31
STRATEGIE DI CONTROLLO
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLORE INTELLIGENTE
ACQUISIZIONE E
RAZIONALIZZAZIONE
DELLA ESPERIENZA
SISTEMI ESPERTI
VALUTAZIONE
QUALITATIVA
SISTEMI FUZZY
APPRENDIMENTO
RETI NEURALI
RICERCA DELL’OTTIMO
ALGORITMI GENETICI
VALUTAZIONI
PROBABILISTICHE
RETI DI BAYES
STRATEGIE DI CONTROLLO
32
AUTOMAZIONE 2
DISTURBO DI COPPIA
cd(t)
AZIONAMENTO
CARICO
K
ts+1
MOVIMENTAZIONE
in transitorio
MOLTO LENTA
LENTA
RAPIDA
MOLTO RAPIDA
cm(t) + c(t)
1
J(t) s + F(t,w,q)
w(t)
1
s
q(t)
a régime
1
Js+F
1
J(t) s + F(w)
1
J(t) s + F(t,w,q)
macchine utensili
effetto inerzia e attrito equivalenti
1
J(t) s + F(t,q)
veicoli delle metropolitane,
robot pick and place
inerzia dominante
STRATEGIE DI CONTROLLO
elevato rapporto di riduzione
attrito viscoso dominante
funivie, trasporto urbano
effetto dell’inerzia non trascurabile
33
AUTOMAZIONE 2
CONTROLLORE DELLA MOVIMENTAZIONE
PASSO
DI CAMPIONAMENTO
ALGORITMO
DI CONTROLLO
DELLA
MOVIMENTAZIONE
INTERPOLAZIONE
ELEBORAZIONE
DELL’ALGORITMO
REALIZZAZIONE
RITARDO VARIABILE
MINIMIZZAZIONE DEL TEMPO
DI ELABORAZIONE
VERIFICA DI ROBUSTEZZA
RISPETTO ALLE VARIAZIONI DEL
TEMPO DI ELABORAZIONE
MINIMIZZAZIONE DELL’ERRORE
DI DIGITALIZZAZIONE
VERIFICA CHE NON SI PRESENTI
NÉ OVERFLOW NÉ UNDERFLOW
STRATEGIE DI CONTROLLO
34
AUTOMAZIONE 2
MOVIMENTAZIONE CONTROLLATA MOLTO RAPIDA
CARATTERISTICHE STRUTTURALI
INERZIA COSTATE
ATTRITI TRASCURABILI
ACCOPPIAMENTO DIRETTO MOTORE-CARICO
DISTURBI CASUALI DI COPPIA
PRESTAZIONI DESIDERATE
MOVIMENTAZIONE FRA DA UNA POSIZIONE PREFISSATA AD UN’ALTRA
NEL PIÙ BREVE TEMPO POSSIBILE E SENZA SOVRAOSCILLAZIONE
AZIONAMENTO
im
Kc
cd
cm
STRATEGIE DI CONTROLLO
c
CARICO
1
Js
w
1
q
s
35
AUTOMAZIONE 2
DISTURBO DI COPPIA
DALL’ INTERNO (ATTRITI, ONDULAZIONI)
DALL’ ESTERNO
AZIONE DIRETTA DALL’ OPERATORE
REAZIONE DALL’ AMBIENTE
RUMORE
DI MISURA
CARICO
AZIONAMENTO
im
Kc
cd
cm
+
rm
- c
1
Js
STRATEGIE DI CONTROLLO
w
1
s
q
+ qc
+
36
AUTOMAZIONE 2
cd
im
ir
+
+
Kc
K*c
cm
rm
-c
1
Js
+
ĉm
cs
+
-
FILTRO
PASSA
BASSO
w
1
s
q
+ qc
+
FILTRO PER LA STIMA
DELLA DERIVATA
SECONDA IN BANDA
RISPOSTE IMPULSIVE
t
FILTRO
PASSA
BASSO
STRATEGIE DI CONTROLLO
t
STIMA DELLA
DERIVATA
SECONDA
37