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Sistemi ibridi di controllo

Linee di ricerca

  • Sistemi non lineari a segnali campionati
  • Sistemi a tempo discreto
  • Strategie di controllo emergenti e innovative
  • Sistemi di controllo con commutazioni
  • Sensori e misure
  • Reti di sensori

Membri:
Stefano Battilotti, Luca Benvenuti, Claudia Califano, Alessandro De Carli, Paolo Di Giamberardino, Salvatore Monaco (leader).

Dottorandi:
Andrea Abelli,
Antonio D’Angelo, Enrico Gentili, Marco Paoletti, Daniele Pucci, Fernando Tiefensee.

La natura ibrida di gran parte dei sistemi di controllo reali richiede lo sviluppo di una teoria per la modellistica della loro intrinseca complessità. Dal punto doi vista della teoria dei sistemi e del controllo, la complessità è dovuta all’uso di dispositivi di diversa natura che interagiscono tra loro anche mediante procedure di calcolo. In particolare le attività di ricerca presso il Dis riguardano
- lo studio
di metodologie ad hoc per trattare segnali campionati così come metodologie di rappresentazione e progetto per sistemi a tempo discreto - Sistemi non lineari a segnali campionati- Sistemi a tempo discreto
- la ricerca di nuovi paradigmi per rappresentare la conoscenza e progettare strategie di controllo - Strategie di controllo emergenti e innovative
- lo studio dei problemi connessi alla presenza di quantizzazione e commutazione, dovuti alla presenza di segnali continui o discreti nel tempo, analogici e digitali - Sistemi di controllo con commutazioni
-
l’analisi e la progettazione di reti di sensori per risolvere complessi problemi di controllo dove bisogna gestire le misure e il processamento delle informazioni di molti dispositivi - Sensori e misure - Reti di sensori

Gli aspetti applicativi delle attività di ricerca sono trattati presso il laboratorio di sistemi fondato nel 1995.

La proprietà di passività nel discreto e sotto campionamento
Le attuali strategie di controllo robusto basate su proprietà di passività o più in generale sui concetti di dissipatività sono oggetto di studio e si esprimono in termini di progettazione mediante le funzioni di Lyapunov e controllo H, rispettando la natura fisica del processo. Nel caso discreto sono necessari degli studi ad hoc. Come definire la passività e come evolvono le diseguaglianze di dissipazione sotto campionamento sono problemi interessanti in quanto influiscono direttamente sui metodi di progettazione.

Teoria dell’osservazione dello stato
L’introduzione di trasformazioni sull’uscita e di scalature temporali ha definito nel continuo nuove metodologie di progettazione per gli osservatori. L’uso di strumenti geometrici permettono nel contesto discreto di definire condizioni necessarie e sufficienti per l’esistenza di tali forme canoniche. La stima dello stato per sistemi non lineari con una uscita con salti semi-Markov, un problema ancora aperto, sarà oggetto di studio nel caso in cui un processo di Markov con salti interferisca con una dinamica non lineare deterministica a istanti casuali e mantenga il suo stato per un certo tempo (dwell time). Viene richiesto che la stima dell’errore converga a zero con probabilità uno.

Sensori, misure e reti di sensori
Dispositivi di misura, algoritmi, trattamento dei dati e trasmissione sono aspetti critici in qualsiasi problema di controllo distribuito. Il numero dei dispositivi, la posizione, il consumo di energia, la trasmissione dei dati e il trattamento distribuito delle informazioni sono classici problemi in questo contesto. Nuovi aspetti riguardano sistemi di sensori mobili dotati di autonomia di comportamento. La formalizzazione del problema in un contesto intrinsecamente ibrido è un’area di ricerca estremamente interessante che ha per obiettivo l’individuazione di soluzioni più economiche e semplici per problemi quali la sorveglianza, il monitoraggio e il controllo decentralizzato e distribuito. Le attività principali in questo ambito riguardano dispositivi di sensori e attuatori, algoritmi di calcolo, controllo coordinato locale e globale e protocolli di comunicazioni di reti.

Progetti:

Complex dynamical systems: elements of classification and case studies
January 2007 – June 2008 - UIF/UFI – GALILEO Program

Totally polymeric ionic transducers: applicability study, performance analysis and prototipal realizations for advanced sensor-actuator devices
March 2010 - December 2012 - MIUR PRIN

Parameters identification and algorithms for WAMS in Italian high voltage Transmission network
February 2008 - June 2009 - TERNA

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