Docenti: Antonio Franchi
Pagina web dell'insegnamento: link
Crediti: 6
Codice Infostud: 10592976

Obiettivi formativi

Obiettivi generali

Il corso tratterà a livello di laurea magistrale la modellistica e il controllo di sistemi dinamici di varia natura basato sul formalismo Port-Hamiltonian e sui Bond Graphs. La trattazione sarà metodologica, con un’applicazione non banale al controllo dell’interazione fisica di robot aerei.

Programma

1. Richiami e basi matematiche
• algebra lineare, spazi vettoriali, tensori
• geometria differenziale
2. Modellistica port-based di sistemi dinamici
• filosofia generale dell'approccio
• introduzione ai concetti di porte (di ingresso e di uscita), di elementi di accumulo o dissipativi, di interconnessioni che preservano la potenza
• uso dei grafi di legame (bond graphs) come visualizzazione naturale di sistemi port-based
• esemplificazione dei concetti generali in sistemi fisici
• esempi per sistemi multi-fisici
3. Metodi di controllo port-based
• passività di sistemi port-Hamiltoniani
• controllo passivo basato sulla modifica dell’energia (Energy Shaping Passivity Based Control, ES-PBC)
• controllo passivo basato sulla interconnenessione e sull'introduzione di smorzamento (Interconnection and Damping Assignment Passivity Based Control, DA-PBC)
• controllo tramite interconnessione
• controllo con monitoraggio dell’energia (Energy-aware control and Energy tanks)
4. Applicazioni
• robotica aerea in volo privo di contatti
• robotica aerea con interazione fisica

Modalità d'esame: TBC

Testi di riferimento

V. Duindam, A.Macchelli, S. Stramigioli, H. Bruyninckx, Modeling and Control of Complex Physical Systems: The Port-Hamiltonian Approach, Springer, 2009

F. Bullo, A.D. Lewis, Geometric Control of Mechanical Systems, Modeling, Analysis, and Design for Simple Mechanical Control Systems, Springer, 2005

A. van der Schaft, D. Jeltsema, Port-Hamiltonian Systems Theory: An Introductory Overview. Foundations and Trends in Systems and Control, vol. 1, no. 2-3, pp. 173–378, 2014.