Design sperimentale, analisi statistica e regressione dei dati (40 h) Introduzione: tipi di errori (sensibilità, sperimentale, di propagazione, sistematico e statistico); cifre significative; statistica descrittiva e statistica inferenziale; istogrammi, riassunti campionari, indici di posizione, box plot; variabili aleatorie discrete e continue, funzione massa e funzione densità di probabilità, funzione di ripartizione, operatori valore atteso e varianza; distribuzioni di probabilità (normale, chi quadro, t di Student, F di Fisher), distribuzioni di campionamento per media, varianza, differenza fra medie e rapporto di varianze. Test statistici e intervalli di confidenza: intervalli di confidenza; test d’ipotesi per il confronto di medie e varianze; test per campioni accoppiati. Analisi della varianza: esperimenti con un singolo fattore; decomposizione della varianza; metodo della minima differenza significativa; controlli sull’adeguatezza del modello (distribuzione normale degli errori, varianza costante). Sperimentazione fattoriale: definizioni, vantaggi della sperimentazione fattoriale; fattoriali 2k (modello statistico, analisi della varianza; fattoriali non replicati; fattoriali centrati); sperimentazione fattoriale in generale. Analisi di regressione: regressione lineare univariata; test d’ipotesi e intervalli di confidenza sui parametri del modello; intervallo di confidenza intorno alla regressione; regressione per l’origine; il problema della calibrazione o regressione inversa. Studio dei sistemi dinamici per il controllo dei processi chimici (16h) Sistemi di controllo: obiettivi, configurazioni feedback e feedforward; classificazione delle variabili in input e output, disturbi e variabili manipolabili; sviluppo di modelli dinamici a principi primi, linearizzazione e analisi di stabilità linearizzata (esempio per il chemostato di Monod); trasformata di Laplace e funzione di trasferimento; poli e zeri di funzioni di trasferimento; dinamica di sistemi del I ordine, dinamica di sistemi del II ordine; dinamica di sistemi del I ordine in serie (serbatoi interagenti e non interagenti); hardware di un sistema di controllo e funzioni di trasferimento associate; risposta dinamica in anello chiuso; esercizi alla lavagna per derivare la risposta dinamica di processi I e II ordine in anello chiuso con controllori proporzionali e integrali; esercizi alla lavagna per derivare la risposta dinamica di processi I e II ordine in anello chiuso con controllori derivativi e loro combinazioni; stabilizzazione e destabilizzazione di sistemi mediante sistemi di controllo.

Dispense fornite dal docente