Teoria del controllo
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La teoria dei controlli è quella branca della scienza ed ingegneria che studia il comportamento di un sistema se interessato a variazioni nel tempo.
Il controllo può avvenire solo in un regime temporale. Spesso lo studio (matematico, con modelli matematici) nel regime del tempo diventa molto difficile. Quindi, attraverso delle trasformazioni (in gergo, le trasformate, di cui le più famose sono quelle di Fourier e quelle di Pierre Simon Laplace) si studia lo stesso sistema nel regime della frequenza, detto anche dominio della frequenza, e -ottenuto il risultato- si ritrasforma (antitrasformata) nel regime del tempo.
Ogni sistema può avere uno o più ingressi e può avere una o più uscite, se si interessa l'ingresso con una variazione anche l'uscita avrà una variazione.
Questa scienza, che può essere applicata a tutto, di fatto nasce per l'elettronica industriale e per l'automazione dove ha la massima applicazione.
Indice |
[modifica] Un esempio pratico
Un esempio pratico può essere questo; consideriamo un filtro, una resistenza o un motore: sono tutti dei sistemi.
Se applichiamo dei segnali elettrici (tra i più comuni: l'impulso, il gradino, la rampa e la sinusoide), il sistema reagirà in una maniera determinata per ogni tipo di segnale applicato di conseguenza.
[modifica] Le applicazioni della teoria del controllo
Con lo studio del tempo di reazione, del movimento, della risposta in uscita del sistema, si ottengono dei parametri che permettono di "regolare" la risposta con una retroazione o controreazione e quindi si andrà a variare anche l'ingresso per modularne l'uscita.
L'applicazione di questo studio attraverso sensori, attuatori, comandi, controllori, dà origine a quella che in ingegneria si chiama "regolazione".
Nelle automazioni, nel condizionamento, nel riscaldamento si applica la teoria dei controlli e quindi si fa la regolazione.
Nell'ingegneria termica e del condizionamento, la regolazione è fondamentale e può far risparmiare dal 30 al 60% dei consumi, per tutta la vita dell'impianto, ma è importantissimo che gli impianti nascano già con l'idea della regolazione.
[modifica] La normativa
La legge n. 10 del 1991 e il DPR n. 412, per impianti di una certa potenza, obbligano la progettazione e la realizzazione della regolazione negli impianti termici, questo per far capire che la teoria dei controlli non è poi così lontana da noi.
Lo studio del controllo si applica anche al semplice componente, per rimanere in ambito termico, la valvola termostatica è un elemento che, inserito a bordo di un termosifone, sente una determinata temperatura (ingresso) e di conseguenza chiude il circuito dell'acqua (uscita), regolando cosi l'afflusso dell'acqua e di conseguenza il calore speso.
Quando si usa il ritorno di informazioni per modificarne l'ingresso e di conseguenza l'uscita si chiama in gergo feed-back o retroazione.
L'insieme di questi studi e applicazione costituisce la teoria dei controlli.
