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Katsuhiko Ogata and Luigi Biagiotti.
Fondamenti di controlli automatici
Pearson, 2020.

ISBN: 9788891909756, 514 pages.

 

Abstract - Questo volume rappresenta l’adattamento in lingua italiana del testo “Modern Control Engineering” di Katsuhiko Ogata, un libro che con i suoi cinquanta anni di storia e i continui aggiornamenti (tanto da essere arrivato alla quinta edizione) può essere definito a buon diritto un testo classico sui controlli automatici.  
Il libro, che include una selezione dei capitoli del testo anglosassone, riprende tutti gli argomenti usualmente trattati nei corsi di base di controlli automatici svolti a livello universitario.  Oltre alla traduzione di buona parte del testo originale, curata insieme ai colleghi Giuseppe Orlando e Adriano Fagiolini, il libro è stato arricchito con due capitoli aggiuntivi in cui si approfondisce il tema delle strutture di controllo a più gradi di libertà e si forniscono le conoscenze di base sui sistemi di controllo a tempo discreto e l’implementazione digitale dei regolatori.
Come già detto, è stata mantenuto l’impianto del libro originale cercando di guidare lo studente verso una graduale comprensione della teoria del controllo ed evitando una trattazione eccessivamente teorica. Da questa punto di vista, uno dei punti di forza del volume risiede nei numerosissimi esempi collocati all’interno dei vari paragrafi che facilitano ulteriormente il lettore nella comprensione degli argomenti trattati. Inoltre alla fine dei vari capitoli sono stati mantenuti i problemi risolti che contribuiscono a rendere la materia ancora più chiara. Altro punto di forza è il costante impiego di MATLAB. Nel testo è riportato il codice utilizzato per la soluzione dei problemi e lo svolgimento di compiti di analisi e sintesi del controllo. Le esemplificazioni con MATLAB sono state aumentate rispetto al testo anglosassone e, dove necessario, sono state aggiornate nella sintassi per adeguarle alle ultime versioni del programma.
Complessivamente, il volume è organizzato in dieci capitoli, descritti brevemente nel seguito.
Il capitolo 1 fornisce una introduzione generale ai sistemi di controllo. Nel capitolo 2 vengono introdotti gli strumenti matematici fondamentali per la successiva trattazione. In particolare, viene presentata la trasformata di Laplace e le sue proprietà. Sfruttando tale trasformata nel successivo capitolo 3, viene presentata la modellista matematica di sistemi di controllo basata sulle funzioni di trasferimento. Parallelamente, viene introdotta la modellistica dei sistemi dinamici nello spazio degli stati. Successivamente (Capitolo 4), viene mostrato come sistemi fisici di interesse in ambito ingegneristico, appartenenti a domini energetici differenti (elettrico, meccanico, idraulico, termico), diano luogo a modelli matematici simili. Questo è il capitolo che rispetto alla versione originale ha subito i maggiori rimaneggiamenti, preferendo un taglio sistemistico e più generale al problema della modellazione piuttosto che una trattazione basata su una lista, ancorchè molto completa, di esempi, che comunque rimangono a disposizione del lettore online.     Il capitolo 5 si concentra sull’analisi della risposta transitoria e a regime permanente dei sistemi dinamici. Inoltre esso introduce il problema della stabilità e presenta alcuni metodi per il suo studio, come il criterio di Routh. Nel successivo capitolo 6, viene presentato il metodo del luogo delle radici per l’analisi e la progettazione di sistemi di controllo, compresi quelli a retroazione positiva e a stabilità condizionata. In particolare, viene descritto l’impiego di compensatori ad anticipo, a ritardo e a ritardo-anticipo. Il capitolo 7 affronta il problema dell’analisi e della progettazione dei sistemi di controllo mediante l’impiego della risposta in frequenza e dei diagrammi di Nyquist e Bode. Gli stessi compensatori presentati nel capitolo precedente vengono qui riconsiderati sulla base di tecniche frequenziali. Il capitolo 8 approfondisce il tema dei regolatori PID, mostrando varie tecniche di taratura e metodi computazionali per l’ottimizzazione delle caratteristiche della risposta al gradino. Nel capitolo 9, non presente nel testo originale, vengono presentate le strutture più diffuse di regolatori a due gradi di libertà, come la struttura di controllo in cascata, l’azione in avanti e il prefiltraggio del segnale di riferimento. Infine nell’ultimo capitolo (capitolo 10), dopo una breve introduzione ai sistemi dinamici a tempo discreto, si mostra come implementare i regolatori, ottenuti mediante le tecniche mostrate nei precedenti capitoli, utilizzando un calcolatore digitale.