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Progettazione di Sistemi di Controllo a.a. 2009-20010 (I semestre) Laurea Specialistica |
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Luca Schenato,
Telefono: 049 827 7925
Ufficio: 315 DEI/B
E-mail: 
( NO luca.schenato@dei.unipd.it !!!!)
Webpage: http://www.dei.unipd.it/~schenato
Orari ricevimento: su appuntamento
email o telefonico
Scopo ed argomenti del corso:
- Principi di progettazione per moderni sistemi di controlli.
- Analisi dell'interazione fra controllo, sistemi di comunicazione, implementazione embedded, software per applicazioni in tempo reale.
- Problematiche in sistemi di controllo interconnessi (Networked Control Systems) e a tempo reale (Embedded Control Systems).
- Controllo quadratico (LQ) e stima a minima varianza (Kalman) per sistemi con ritardo casuale e perdita di pacchetti di comunicazione.
- Stima distribuita, Filtri di Kalman Estesi, Filtri Particellari
- Catene di Markov, Catene di Markov Nascoste
- Stima, Smoothing e Identificatione per CAtene di Markov Nascoste
- Coordinazione e consenso in sistemi di controllo distribuiti
- Analisi, progettazione ed implementazione di sistemi di controllo tramite reti di videocamere intelligenti
Programma ed orari:
- Programma delle lezioni (da
aggiornare):
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Settimana |
MARTEDI (10:30-12:15 aula Oe) |
MERCOLEDI (10:30-12:15 aula Ke) |
VENERDI (12:30-14:15 aula Oe) |
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1 (2/10)
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---------- | ----------- | Introduzione al corso | ||||
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2 (6-9/10) |
Richiami variabili aleatorie e probabilita' (Lezione1 PDF e latex ) |
(no lezione) |
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3 (13-16/10) |
Filtro di Kalman in forma di informazione |
Applicazioni del filtro di Kalman: stima multisensore statica |
Applicazioni del filtro di Kalman: stima minimi quadrati, stima minimi quadrati interativa, e stima ai minimi quadrati adattativa |
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3 (20-23/10) |
Filtro di Kalman a regime: caso scalare (Lezione3 PDF ) |
Filtro di Kalman a regime: caso multivariabile(Lezione4 PDF ) |
Presentazione progetto videosorveglianza (Ing. Piero Donaggio, videotec) |
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4 (27-30/10) |
Kalman Smoothing |
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Stima e controllo con perdita di pacchetti |
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5 (3-6/11) |
Discussione progetti PSC | Algoritmo di Viterbi | Filtro di Kalman Esteso | ||||
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6 (10-13/11) |
Mappe non lienari di variabili aleatorie | Esempio scalare: linearizzazione vs funzioni delta (Aula Oe) |
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7 (17-20/11) |
Extended Kalman Filter |
Unscented Kalman Filter | Importance Sampling | ||||
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8 (24-27/11) |
Filtri Particellari | Sequential Sampling (Aula Oe) |
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9 (1-4/12) |
Unscented Particle Filtering | Algoritmi di Consensus: motivazioni ed applicazioni (Lezione16 PDF)(Aula Oe) |
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10 (8-11/12) |
(no lezione) | Teorema di Peron e matrici stocastiche (Lezione17 PDF) |
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11 (15-18/12)
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Matrici stocastiche e grafi di comunicazione (Lezione18 PDF) |
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12 (7/01) |
(no lezione) | (no lezione) | (no lezione) | ||||
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13 (12-15/01) |
(no lezione) | (no lezione) | (no lezione) | ||||
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14 (19-22/01) |
(no lezione) | (no lezione) | (no lezione) |
Libri di testo:
- Appunti dalle lezioni
- Articoli e libri indicati dal docente
- Link a manuali, dispense, lucidi, etc... disponibili su Internet ( vedi Manuali per dettagli).
Modalità
di svolgimento d'esame:
L'esame
consiste in:
- Stesura degli appunti di una lezione in latex (obbligatorio)
- 2-3 Esercitazioni MATLAB che riguardano gli argomenti del corso (obbligatorio)
- Sviluppo di progetto teorico/sperimentale da svolgere durante il corso in gruppi di 3-4 persone. Alla fine del corso e' richiesta la stesura di una relazione scritta (formato doppia colonna stile articolo IEEE ) e di una presentazione orale di gruppo (40%). Infine ci sara' un breve orale personale nel quale viene discusso il contributo dello studente nel progetto di gruppo (30%)
- Lezione 1 (PDF), (file sorgente .tex e .bib e classe .sty).
- Lezione 2 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 3 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 4 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 5 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 6 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 7 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 8 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 9 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 10 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 11 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 12 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 13 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 14 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 15 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 16 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 17 (PDF), (file sorgente .tex)
- Lezione 18 (PDF), (file sorgente .tex)
- Esercitazione 1 (PDF e latex). Alcune funzioni MATLAB utili (.zip). Scadenza 10 Novembre 2007.
- Esercitazione 2 (PDF e latex). Alcune funzioni MATLAB utili (.zip). Scadenza 24 Novembre 2007.
- Esercitazione 3 (PDF)
(Aggiornato 10/12/2007). Scadenza 07 Gennaio
2007
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- Giorgio Picci, "Fitraggio Statistico (Wiener, Levinson, Kalman) e Applicazioni", Libreria Progetto, 2006
1. Bruno Sinopoli, Luca Schenato, Massimo Franceschetti, Kameshwar Poolla, Michael I. Jordan, Shankar S. Sastry. "Kalman Filtering with Intermittent Observations", IEEE Transactions on Automatic Control, September 2004. [PDF] [Sinopoli:04]
2. L.Schenato "Optimal estimation in networked control systems subject to random delay and packet drop". [PDF] [Schenato:06] (vedi anche articolo [Sinopoli:04])
3. L.Schenato "Optimal sensor fusion for distributed sensors subject to random delay and packet loss". [PDF] [Schenato:07a] submitted to CDC'07
4. João Hespanha, Payam Naghshtabrizi, Yonggang Xu. "A survey of recent results in Networked Control Systems". Proceedings of IEEE, January 2007, 95(1), pp. 138-162. [PDF] [Hespanha:05]
5. Luca Schenato, Bruno Sinopoli, Massimo Franceschetti, Kameshwar Poolla, Shankar S. Sastry, "Foundations of Control and Estimation over Lossy Networks", Proceedings of IEEE, January 2007, 95(1), pp. 163-187.[PDF] [Schenato:07b]
Facoltativi:
1. D. Estrin, D. Culler, K. Pister, G. Sukhatme. "Connecting the Physical World with Pervasive Networks". IEEE Pervasive Computing, pp. 59-69, January-March 2002.[PDF] [Estrin:02]
2. James R. Moyne, Dawn M. Tilbury, "The Emergence of Industrial Control Networks for Manufacturing Control, Diagnostics, and Safety Data," Proceedings of IEEE, January 2007, 95(1), pp. 29-47.[PDF] [Moyne:07].
3. L.Schenato, "To zero or to hold control inputs in lossy networked control systems?", Proceedings of ECC'07, July 2007, [PDF] [Schenato:07c].
4. V. Gupta, S. Adlakha, B. Sinopoli and A. Goldsmith, "Towards Receding Horizon Networked Control", submitted to Automatica, 2007 [PDF]. [Gupta:07]
5. N Elia, JN Eisenbeis “Limitations of linear remote control over packet drop networks”, Proceedings CDC’04, [PDF] [Elia:04]
6. E. Song, Y. Zhu, J. Zhou, Z. You “Optimal Kalman fintering fusion with cross-correlated sensor noises”, to appear in Automatica, [PDF] [Song:07]
Manuali ed esempi Matlab/Simulink:
- Link a esempi di controlli automatici MATLAB e Simulink on-line Control Tutorials for MATLAB and Simulink sviluppati a CMU
- Link alle Esercitazioni Matlab per il corso di "Fondamenti di Automatica" per Informatici a.a. 04-05 (Prof. Zampieri) con esempi, esercizi svolti e proposte di esercizi per progettazione di controllori.
Toolbox per Matlab:
- TrueTime: toolbox per simulazione di sistemi interconnessi ed embedded a tempo reale
Latex:
- Text Editor per latex: TeXnicCenter (freeware) e WinEdt (a pagamento)
- E' necessario installare Miktex per poter compilare file latex
- Texpoint: Add-in software per scrivere equazioni Latex in presentazioni PowerPoint, utilissimo !!
- Per fare grafici e figure da inserire su documenti io trovo comodo utilizzare PowerPoint, stampo la slide su PDF, e poi utilizzo Tools-->Advance Editing-->Crop per selezionare la parte della slide che mi interessa, ed infine la salvo come .eps .
Siti utili:
- Link alla pagina dell' addetto informatico del DEI con molte informazioni e guide on-line sia Matlab che Latex.
Il laboratorio di Navigazione Autonoma (NavLab) dove svolgere la parte sperimentale del progetto si trova al piano terra DEI/A
(Alcuni) Progetti Finali 2006
Pianificazione di Percorso e controllo di un uniciclo ( relazione PDF)
Controllo di una traiettoria di un WMR mediante retroazione da WEB-CAM ( relazione PDF)
Coordinazione di veicoli multipli per problemi di rendezvous, flocking e deployment ( relazione PDF)
Controllo di confort per edifici ( relazione PDF)
Pianificazione del moto e controllo di un uniciclo (relazione PDF)
Configurazioni a minima energia per reti di sensori wireless (relazione PDF)
Metodi per il visual tracking (relazione PDF)
Proposta progetti per il corso
a.a.
2007-2008(relazione PDF)
(Aggiornato
25/10/2007)
Ultimo aggiornamento di questo sito: 25/10/07