Giorgio Grioli
Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Settore scientifico disciplinare: Automatica ING-INF/04
Insegnamento di Controlli Automatici (Cod. 380II)
Link al portale UNIMAP
Link a siti personali:
https://scholar.google.com/citations?user=ZefyCVkAAAAJ&hl=it
https://www.iit.it/it/people-details/-/people/giorgio-grioli
https://www.centropiaggio.unipi.it/~grioli
https://www.dii.unipi.it/user/1695
Biografia
Giorgio Grioli ha conseguito il dottorato di ricerca in Robotica, Automatica e Bioingegneria presso l’Università di Pisa nel 2011, con una tesi sull’identificazione per il controllo di attuatori ad impedenza variabile. È autore di oltre 130 articoli scientifici, pubblicati su riviste scientifiche e atti di convegni internazionali, su attuazione robotica soft, progettazione di mani robotiche, aptica, interazione uomo-macchina. Co-inventore di 5 dispositivi robotici, ha contribuito a fondare una società spin-off. Ha rivestito il ruolo di Associate Editor per le conferenze ICRA e ICORR (dal 2015) e redattore per le riviste MDPI – Actuators, Cambridge – Robotics, e Springer IJRR. Nel corso degli anni ha curato lo sviluppo di oltre 40 tesi magistrali nei corsi di Ingegneria dell’Automazione e Ingegneria Meccanica e di diverse tesi di laurea e progetti degli studenti per il corso di Robotica. Membro del collegio di dottorato di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa, dove ha supervisionato 6 studenti e sta supervisionando altri 5. Ha inoltre supervisionato un dottorando in Smart Industries e sta supervisionando due dottorandi di interesse nazionale in Robotica e Macchine Intelligenti. Da settembre 2023 è Ricercatore Senior presso l’Università di Pisa, dove Insegna “controllo robot” per il corso di laurea magistrale di “ingegneria della robotica e dell’automazione” e “controlli automatici” per il corso di laurea magistrale di “ingegneria dei veicoli”.
Controlli Automatici
Breve descrizione delle finalità del corso
Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni fondamentali e gli strumenti necessari per l’analisi, la progettazione e la realizzazione di sistemi di controllo per sistemi automatici, intesi nella loro più ampia accezione: sistemi fisici controllati da un processore digitale, dotati di capacità sensoriali e di interazione con l’ambiente, con caratteristiche di elevata autonomia e di facile interfacciamento con l’uomo. Al termine dell’insegnamento lo studente saprà analizzare le caratteristiche e le proprietà strutturali della dinamica di sistemi dinamici con tecniche avanzate nello spazio di stato, progettare strategie di controllo per sistemi dinamici, implementare algoritmi di ricostruzione dello stato di sistemi dinamici a partire dalle misure, utilizzare software di simulazione per sistemi dinamici.
Programma del corso
– Stabilità: Definizioni, Teoremi e Metodi di Lyapunov, Teoremi di La Salle e Krasovskii, Regione di Asintotica Stabilità, Applicazioni ai Sistemi Lineari Tempo Invarianti – Continui e Discreti, Applicazione e sistemi non stazionari.
– Raggiungibilità e Controllabilità: Controllabilità all’origine e Raggiungibilità, Lemma PBH, Forma Canonica di Controllo, Scomposizione Standard, Pianificazione Ottima su Orizzonte Finito.
– Retroazione degli Stati: Stablizzabilità, Allocazione dei Poli, Controllo LQR, Invarianza degli Zeri, Cenni su Sistemi MIMO.
– Osservabilità e Ricostruibilità: Indistinguibilità degli Stati Iniziali e Ricostruibilità, Forma Canonica di osservazione, forma Standard di Osservabilità, Dualità.
– Osservatori: Osservatore di Leuenberger, Filtro di Kalman, cenni su estensioni al filtraggio di sistemi non lineari
– Realizzazioni e Connessione di Sistemi: Scomposizione Canonica o di Kalman, Realizzazioni di sistemi, Effetti della retroazione degli stati e dell’iniezione delle uscite, Grado Relativo, Raggiungibilità e Osservabilità di Sistemi Connessi in serie, parallelo e retroazione.
– Regolazione dei sistemi: Montaggi di Controllore e Osservatore e Sintesi del regolatore, Principio di separazione, Specifiche di progetto, Esempi.
– Controllo e Pianificazione di Sistemi Non Lineari: Modello di Uniciclo, Modello di Biciclo, Controllo alla Lyapunov di postura, movimento e traccia.
Bibliografia e materiale didattico
– E. Fornasini, G. Marchesini: “Appunti di Teoria dei Sistemi” – Notes of the lecturer
– Paolo Giuseppe Emilio Bolzern, Riccardo Scattolini, and Nicola Luigi Schiavoni. “Fondamenti di controlli automatici”. McGraw-Hill, 2008
– Giovanni Marro, “Controlli Automatici.” Zanichelli, Bologna (2004).
– Dispense fornite dai docenti
Modalità d’esame
Nel corso dell’esame il candidato deve dimostrare conoscenza e capacità operative in tutte le parti in cui si articola il programma. Deve inoltre dimostrare di sapere implementare le tecniche studiate nel corso in contesti applicativi, realizzando dimostratori software e/o hardware di sistemi dinamici.
Il candidato è incoraggiato a svolgere un approfondimento applicativo (progetto) su temi concordati con i docenti del corso, presentandone i risultati attraverso dimostrazione pratica e/o discussione pubblica.
Ad integrazione di tale discussione, i docenti procederanno alla eventuale verifica delle conoscenze teoriche del programma non già esplicitate nella discussione dell’approfondimento applicativo.
