Scopo del corso è introdurre ai concetti di modellistica e ai principali metodi di studio dei sistemi dinamici orientati, con particolare riferimento alla classe dei sistemi lineari e stazionari, a tempo continuo e a tempo discreto, nonché illustrare le principali tecniche di sintesi di sistemi di controllo lineari per sistemi dinamici aventi modello lineare o linearizzabile mediante approssimazione. Le tecniche introdotte si riferiscono sia a sintesi di controllori continui, implementabili mediante semplici architetture elettroniche o elettro-meccaniche, che a controllori numerici ottenuti per via indiretta, ossia mediante approssimazione discreta di controllori continui, e per via diretta, a partire dalla rappresentazione esatta del sistema campionato.
Gli studenti, al superamento dell'esame, avranno acquisito sufficienti conoscenze per quanto concerne la modellistica di sistemi fisici da diversi settori disciplinari (elettrico, meccanico, elettronico, economico, ambientale, gestionale, ecc.), con particolare riferimento ai casi lineari e alla approssimazione lineare di sistemi non lineari, la loro analisi dinamica, con caratterizzazione delle evoluzioni libere e forzate, le relazioni ingresso-uscita e i tipi di comportamento, le proprietà strutturali per l'analisi delle relazioni ingresso-stato-uscita, la stabilità . Essi saranno in grado di ricavare il modello matematico di sistemi fisici da diversi settori disciplinari (elettrico, meccanico, elettronico, economico, ambientale, gestionale, ecc.) nella rappresentazione con lo spazio di stato o come relazione ingresso-uscita; saranno in grado di analizzarne le caratteristiche dinamiche, determinandone il comportamento in funzione degli ingressi e delle condizioni iniziali; sapranno studiarne la stabilità; potranno essere in grado di ricavare informazioni sul comportamento del sistema, effettuare previsioni, identificare parametri, migliorando la conoscenza del sistema modellato. Conosceranno le principali tecniche di sintesi di sistemi di controllo lineari, a tempo continuo e a tempo discreto e sapranno scegliere, in funzione del problema dato, delle informazioni disponibili e delle specifiche poste, la migliore tecnica che consente di giungere alla soluzione più efficiente. Saranno inoltre in grado di predisporre lo schema a blocchi del sistema controllato individuando le grandezze da misurare. In alcuni casi sapranno fare riferimento a schemi realizzativi, analogici o digitali, di implementazione. Essi, inoltre, saranno in grado di: analizzare le specifiche per un sistema di controllo; definire lo schema del controllore, dalla misura all'azione di controllo; progettare un controllore, secondo la procedura più opportuna in funzione dell'oggetto e degli obiettivi; scegliere il dominio del tempo più opportuno per una più semplice ed efficace implementazione; effettuare delle simulazioni numeriche per verificare la rispondenza ai requisiti; individuare i dispositivi che possono realizzare il controllore sintetizzato.