Si tratta di una materia con implicazioni ad ampio raggio. Per "controlli automatici" si intendono tutti quei sistemi anlogici (molto diffusi in passato) oppure digitali (attualmente maggiormente impiegati) che svolgono sostanzialmente una funzione: mantengono una variabile di processo ad un valore desiderato. Detta così (e rileggendola) mi accorgo che non è chiarissimo il concetto, allora cosa è meglio di un esempio? Due esempi, ovviamente
Ecco il primo. I sistemi di controllo della temperatura di un ambiente (casa) oppure di un forno industriale, hanno come valore desiderato una temperatura imposta. Ad esempio, in casa nei mesi freddi si vuole che la temperatura si attesti a 20°C. Quello che fai tu è impostare sul termostato la temperatura desiderata (20°C). Tale temperatura assume il nome di set-point o valore desiderato. Il sistema di controllo si preoccupa pertanto di accendere la caldaia e di comandarne il funzionamento affinché in casa la temperatura arrivi al valore desiderato. Potresti infatti avere una temperatura diversa dai 20°, ad esempio 18°C. Il sistema di controllo misura costantemente la temperatura ambiente e la confronta con il set-point: fintanto che esiste una differenza di valori tra la temperatura misurata e quella desiderata, il controllore continuerà a comandare la caldaia affinché questa continui a generare calore.
Ecco il secondo. Nelle automobili moderne si trova spesso il dispositivo denominato "cruise control" o regolatore della velocità di crociera. Questo dispositivo, molto utile quando si fanno viaggi lunghi, mantiene la velocità della vettura ad un valore che il conducente imposta come valore desiderato. Per esempio, se non voglio rischiare di prendere multe care e salate, in autostrada mi conviene adottare una velocità regolare, magari pari a 125 km/h. In questo modo né autovelox né sistemi tutor possono far scattare sanzioni. Se la velocità della vettura è bassa, il cruise control non fa altro che accelerare l'auto e portarla a 125 km/h.
Ora, se il mondo fosse tutto regolare e lineare sarebbe molto noioso. Quindi, esistono i disturbi o perturbazioni. I disturbi agiscono su un sistema (che sia una casa o l'automobile) modificando drasticamente le condizioni in cui il sistema si trova. Ad esempio, se in casa tua, quando il termostato indica che la temperatura ambiente è arrivata a 19.8°C, provi ad aprire le finestre, ecco che la temperatura si abbassa notevolmente e il termostato reagisce cercando di non spegnere la caldaia. Analogamente, quando l'automobile viaggia a 125km/h in autostrada e ci si imbatte in una salita, l'auto tende a rallentare. Il cruise control reagisce accelerando opportunamente l'auto perché mantenga la velocità richiesta.
I controlli automatici agiscono pertanto sui "sistemi", elementi che vengono tratti dalla realtà e resi modelli matematici sui quali si progettano i controlli.
Tanto per darti un'idea di come è strutturato un sistema di controllo che agisce su un sistema, eccoti una schematizzazione:
Il sistema si dice retroazionato, in quanto la variabile di processo viene riportata all'inizio dell'anello mediante due blocchi che la misurano (trasduttore) e la rendono omogenea al set-point.
Il regolatore può essere, come detto, un dispositivo analogi oppure digitale, se rimaniamo nell'ambito elettronico. Per tua conoscenza, esistono moltissimi regolatori di tipo meccanico che sfruttano lo stesso principio che qui ti ho illustrato ma non fanno uso di sistemi di calcolo.
Ora, la materia è ampia e non voglio sostituirmi ai tuoi prof, ci mancherebbe! Però se vuoi approfondire sai che su EY troverai pane per i tuoi denti!
Ciao.
Paolo.
Inviato: 9 giu 2012, 16:17
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