Contents

1  Generalità

2  Attuale posizione

3  Posizioni precedentemente ricoperte

Nov. 2001 - oggi:

 Professore Associato confermato presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DII) dell'Università di Modena e Reggio Emilia

 

Nov. 1998 - Ott. 2001:

 Professore Associato non confermato per 3 anni presso il Dipartimento di Scienze dell'Ingegneria (DSI) dell'Università di Modena e Reggio Emilia.

 

Mar. 1997 - Ott. 1998:

 Ricercatore confermato per 18 mesi per il settore scientifico disciplinare K04X (Automatica) presso il DEIS di Bologna.

 

Set. 1995:

 Visiting Scientist per 1 mese presso l'Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium, su invito del Prof. Raymond Gorez, per svolgere ricerche riguardanti l'uso di controllori nonlineari di tipo Sliding Mode per il controllo di posizione "point-to-point" di sistemi robotici. Questo periodo all'estero è stato finanziato con fondi della rete europea ERNET nell'ambito del programma Human Capital and Mobility.

 

Mar. 1994 - Feb. 1997:

 Ricercatore non confermato per 3 anni per il settore scientifico disciplinare K04X (Automatica) presso il DEIS di Bologna.

 

Ott. 1993 - Feb. 1994:

 Borsista per 5 mesi con borsa di studio CNR usufruita presso il DEIS di Bologna nell'ambito del Progetto Finalizzato "Robotica". Tematica generale "Applicazioni non industriali". Tematica specifica "Sistemi robotici avanzati".

 

Ott. 1992 - Set. 1993:

 Borsista per 12 mesi con borsa di studio CNR usufruita presso il Dipartimento di Elettronica, Informatica e Sistemistica (DEIS) di Bologna nell'ambito del Progetto Finalizzato "Robotica". Tematica generale "Controllo dei Robot". Tematica specifica "Tecniche di elaborazione per il controllo dei robot".

 

Feb. 1992 - Set. 1992:

 Borsista per 8 mesi con borsa di Studio CNR per l'estero, usufruita presso l'Artificial Intelligence Lab., Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA, sotto la direzione del Dr. K. Salisbury. Durante questo periodo il candidato si è occupato di modellistica dinamica e simulazione di sistemi robotici, con particolare riferimento al sistema robotico "Whole Arm Manipulator", e su tale sistema ha sperimentato nuovi algoritmi di controllo robusto del tipo "Discontinuous Integral Control".

 

Ago. 1991 - Set. 1991:

 Visiting Scientist per 2 mesi presso l'Artificial Intelligence Lab., Massachusetts Institute of Technology ( MIT), Cambridge, MA, USA, su invito del Dr. K. Salisbury. Durante questo periodo ha sperimentato nuovi algoritmi di controllo robusto sul giunto Master del sistema robotico "Whole Arm Manipulator".

 

Aprile 1991:

 Visiting Scientist per 1 mese presso l'International Research Institute for Management Sciences (IRIMS), Mosca, USSR, su invito dell'Accademico S. V. Emelyanov per svolgere ricerche riguardanti l'uso di controllori non lineari per la stabilizzazione di sistemi incerti.

 

Gen. 1989 - Dic. 1991:

 Borsista per 3 anni iscritto al IV Ciclo del Dottorato di Ricerca in "Ingegneria dei Sistemi" erogato dal consorzio tra le Università di Bologna, Firenze e Padova e coordinato dal Prof. G. Marro.

 

1987 - 1989:

 Collaboratore di Ricerca nell'ambito di una convenzione tra la società MARPOSS s.p.a. ed il DEIS dell'Università di Bologna.

4  Formazione

10 Dic. 1986:

 Laureato con lode in Ingegneria Elettronica presso l'Università di Bologna discutendo la tesi "Realizzazione di Algoritmi di Fast Fourier Transform su Digital Signal Processor Texas TMS32010". Relatore: Prof. A. Tonielli. Correlatori: Proff. C. Bonivento e C. Morandi.

 

11 Lug. 1992:

 Dottore di Ricerca in "Ingegneria dei Sistemi" discutendo la Tesi "Controllo Discontinuo di Sistemi Dinamici con Applicazioni alla Robotica" riguardante alcuni sviluppi teorici sul controllo dei Sistemi a Struttura Variabile.

 

Aprile 1991:

 1 mese di studio all'estero presso l'International Research Institute for Management Sciences ( IRIMS), Mosca, USSR, su invito dell'Accademico S. V. Emelyanov per svolgere ricerche riguardanti la Teoria del Controllo Binario e l'uso di controllori non lineari per la stabilizzazione di sistemi incerti.

 

Ago. 1991 - Set. 1992:

 10 mesi di studio all'estero, suddivisi in 2 periodi, presso l'Artificial Intelligence Lab., Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA, su invito del Dr. K. Salisbury. Durante questo periodo ha sperimentato nuovi algoritmi di controllo robusto sul giunto Master del sistema robotico "Whole Arm Manipulator".

 

Set. 1995:

 1 mese di studio all'estero presso l'Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium, su invito del Prof. Raymond Gorez per svolgere ricerche riguardanti l'uso di controllori nonlineari di tipo Sliding Mode per il controllo di posizione point-to-point di sistemi robotici.

5  Attività svolta

5.1  Attività scientifica

a) Simulazione di sistemi dinamici. In questo ambito, il candidato ha sviluppato e messa a punto un programma, denominato MICOSS, orientato alla simulazione di sistemi dinamici lineari, non lineari, a tempo-continuo e a tempo-discreto. Il programma permette di specificare non solo i parametri del sistema fisico da controllare, ma anche quelli dei vincoli realizzativi e delle condizioni operative del dispositivo di controllo, quali per esempio l'aritmetica di elaborazione, il periodo di campionamento delle variabili, la commutazione dei segnali di attuazione, ecc. All'interno del programma sono presenti anche numerosi blocchi dedicati alla simulazione di sistemi di controllo di tipo PWM. Lo sviluppo di programmi simulativi del tipo Matlab/Simulink ha ormai reso obsolete le funzionalità grafiche del programma MICOSS, ma il lavoro svolto dal candidato nello sviluppo di questo programma gli ha permesso di maturare competenze specifiche nel settore della modellistica e della simulazione dei sistemi dinamici che lo ha portato successivamente allo sviluppo della tecnica modellistica denominata "Power-Oriented Graphs".


b) Controllo Robusto e Controllo Sliding Mode con Azione Integrale. Lo studio comparato della teoria del Controllo Binario e della più diffusa teoria del Controllo Sliding Mode ha portato il candidato a sviluppare un nuovo regolatore non lineare che combina fra loro queste due tecniche di Controllo. L'algoritmo proposto è del tipo a Struttura Variabile con l'aggiunta originale di un'azione integrale non lineare che si dimostra essere efficace nello stimare i disturbi esterni agenti sul sistema. L'azione della parte integrale, unitamente alla presenza del termine switching di ampiezza piccola a piacere, permette di ottenere un comportamento globale molto "robusto" sia rispetto all'azione dei disturbi esterni che alle variazioni di parametri interni. Questa nuova tecnica di controllo, denominata Controllo Discontinuo con Azione Integrale, inizialmente è stata studiata e sviluppata per sistemi tempo-continui e poi successivamente è stata estesa anche al caso di sistemi tempo-discreti. In particolare, nel caso tempo-discreto sono state proposte nuove strutture di controllo robusto, sia di natura statica che adattativa, che sono in grado di assicurare una forte reiezione dei disturbi esterni garantendo contemporaneamente anche una buona riduzione del chattering presente all'interno del sistema. La tecnica sliding mode con azione integrale è stata anche utilizzata per progettare un regolatore non lineare con retroazione dall'uscita in grado di assicurare ad un sistema non lineare l'inseguimento asintotico di una traiettoria di riferimento. Questo tipo di regolatore non lineare può essere applicato sia a sistemi a fase minima che non minima. Questo tipo di controllo sliding mode con azione integrale è attualmente utilizzato con successo anche in alcuni importanti realizzazioni industriali in ambito automotive e motion control.


c) Modellistica matematica di sistemi fisici: Power-Oriented Graphs. Lo studio delle problematiche di modellistica e simulazione dei sistemi dinamici ha portato il candidato a sviluppare particolari schemi a blocchi, denominati Power-Oriented Graphs (POG) che permettono un più diretto controllo dei flussi di potenza presenti all'interno del sistema fisico. Tali schemi sono particolmente utili sia nella fase di modellazione del sistema, che nella fase di verifica della correttezza dei risultati simulativi. Tra le altre caratteristiche, alcuni degli aspetti interessanti di questi schemi a blocchi sono: a) una diretta corrispondenza tra i blocchi dello schema e gli elementi fisici reali; b) la possibilità di inversione ingresso-uscita del sistema senza modificare la struttura del grafo; c) la capacità di rappresentare sistemi fisici sia mono che multi-dimensionali; d) la possibilità di "trasformare" gli schemi POG mediante l'utilizzo di semplici regole di trasformazione grafica; e) l'esistenza di un legame diretto tra la rappresentazione grafica POG e la corrispondente rappresentazione matematica nello spazio degli stati. f) la possibilità di "ridurre" lo schema POG originario ad uno schema POG semplificato mediante l'uso di opportune trasformazioni di "congruenza". Questa tecnica di modellistica grafica è stata sviluppata dal candidato in modo autonomo e originale. Peraltro, tale tecnica ha mostrato di avere forti affinità con un'altra tecnica modellistica, denominata "Bond-Graphs", sviluppata negli anni 60' negli Stati Uniti dal Prof. D.C. Karnopp. I principali vantaggi della tecnica POG rispetto a quella dei Bond-Graphs sono: 1) una rappresentazione grafica molto più semplice basata sull'utilizzo di semplici schemi a blocchi opportunamente strutturati; 2) un legame più semplice e diretto con la descrizione dinamica del sistema nello spazio degli stati; 3) una maggiore semplicità nella trasformazione e nella riduzione in forma minima dei sistemi dinamici presi in considerazione; 4) la possibilità di poter leggere e comprendere gli schemi a blocchi di tipo POG anche senza conoscere le caratteristiche di questa tecnica modellistica. Esempi di modellistica POG sono presenti in molti dei lavori scientifici del candidato, il quale ha utilizzato questa tecnica tutte le volte che si rendeva necessario descrivere in modo sintetico e chiaro il comportamento dinamico del sistema fisico oggetto della trattazione.


d) Generazione di traiettorie ottime. Nella movimentazione e nel controllo dei sistemi elettromeccanici, svolge una funzione importante la determinazione di azioni di controllo in avanti e la scelta della traiettorie ottime da inseguire. In questo campo il candidato ha sviluppato particolari strutture dinamiche non lineari che automaticamente generano le traiettorie ottime "a tempo minimo" e "senza overshoot" compatibili con opportuni vincoli che possono essere imposti alle variabili di stato del sistema fisico in oggetto come, per esempio, la saturazione degli ingressi o il valore massimo ammissibile per variabili di stato del tipo: coppia, velocità, accelerazione, jerk, ecc. Inizialmente il generatore di traiettorie è stato sviluppato per sistemi del secondo ordine tempo-continuo e tempo-discreto. Successivamente è stato esteso anche al caso dei sistemi del terzo ordine sia tempo-continui che tempo-discreti. I risultati che si ritengono più significativi dell'attività di ricerca svolta in questo campo riguardano: 1) la determinazione della legge di controllo che nel caso dei sistemi tempo-discreti del terzo ordine garantisce l'inseguimento del segnale di riferimento in tempo minimo e senza overshoot. In questo caso si dimostra che il regolatore ottimo è costituito da un insieme numerabile di regolatori "lineari", ognuno dei quali è attivo in una particolare regione dello spazio degli stati; 2) la determinazione della legge di controllo che nel caso dei sistemi tempo-continui del terzo ordine garantisce tempo minimo e l'assenza di overshoot anche nel caso in cui siano presenti, contemporaneamente, dei vincoli sul valore massimo di velocità, accelerazione e jerk. In questo caso il regolatore presenta un'interessante struttura "nidificata" di tipo min-max. Si ritiene che i risultati ottenuti teoricamente in questo campo possano essere di notevole interesse, anche applicativo, nel campo del motion control.

e) Problemi di controllo in ambito "automotive". Negli ultimi anni il candidato ha attivato numerose collaborazioni di ricerca con importanti aziende che operano nel settore "automotive", quali per esempio la Società Ferrari S.p.A. e la Società Case-New Holland Italia. Tali collaborazioni hanno portato il candidato ad approfondire numerose tematiche di controllo in questo settore. In particolare, sono state affrontate tematiche riguardanti il controllo di un sistema frizione, il controllo di coppia di un sistema di trasmissione, il controllo elettronico di un cambio marcia, il controllo attivo di una sospensione idraulica, di un servosterzo, di un differenziale, ecc. Queste attività di ricerca hanno portato alla pubblicazione di numerosi articoli, molti dei quali presentati a convegni internazionali, riguardanti la modellistica e il controllo di sistemi elettromeccanici. In questo ambito sono state utilizzate anche le competenze scientifiche maturate in altri settori. La tecnica modellistica "Power-Oriented Graphs" è stata estesamente utilizzata per descrivere in modo semplice e diretto il modello dinamico, quasi sempre non lineare, di tutti i sistemi elettromeccanici, anche complessi, presi in considerazione. Le competenze maturate con il programma di simulazione MICOSS e con lo studio dei sistemi a struttura variabile hanno permesso al candidato di risolvere efficacemente importanti problemi di simulazione di sistemi complessi a dimensione dinamica variabile, come per esempio il caso di frizioni con parastrappi, o parti meccaniche che interagiscono per mezzo di attrito statico. L'attività di ricerca svolta nell'ambito dei generatori di traiettorie ha permesso di giungere alla definizione di nuovi profili di accelerazione da dare all'autovettura in modo da ottenere un miglior comfort di guida durante i cambi marcia. Altre tematiche in questo campo che sono state oggetto di pubblicazioni sono le seguenti: 1) analisi delle strutture di controllo da utilizzare nei sistemi di tipo "steer-by-wire"; 2) modellistica dinamica e controllo di frizioni in bagno d'olio attuate in modo elettro-idraulico; 3) sensitività artificiale nel controllo elettronico del servosterzo per migliorare la sicurezza di guida.


f) Altre tematiche di controllo. In parallelo alle attività di ricerca sopra descritte, il candidato si è occupato, in modo percentualmente meno significativo, anche di altre tematiche nel settore dei controlli. Tra queste è possibile segnalare: 1) lo sviluppo, in collaborazione con il Prof. G. Marro, di semplici "formule di inversione" che permettono la sintesi delle reti correttrici di uso più comune (anticipatrice, ritardatrice e a ritardo e anticipo) in modo semplice e diretto. Uno degli aspetti più interessanti di queste formule di inversione è la loro chiara interpretazione geometrica sul piano complesso di Nyquist; 2) modellistica e controllo elettronico multifase di un sistema di illuminazione pubblica; 3) messa a punto di algoritmi per la compensazione degli effetti di isteresi in dispositivi per la misura delle forze e in particolare per le celle di carico. L'algoritmo non lineare di natura discreta messo a punto in questo ambito è diventato oggetto di un brevetto attualmente attivo a livello europeo.

5.2  Attività didattica istituzionale

5.2.1  Incarichi ufficiali di insegnamento

2002-03:

 - Controlli Automatici A. C.d.L.: Ing. Infor., Ing. Elett. e Ing. delle Telec.;
- Controlli Automatici B. C.d.L. in Ing. Elettronica;
- Teoria dei Sistemi (Supplenza). C.d.L.: Ing. Informatica, Ing. Elettronica;
- Sistemi di Controllo Veicolo (Supplenza). L. Spec. in Ing. del Veicolo.

 

2001-02:

 - Controlli Automatici. C.d.L.: Ing. Informatica, Ing. Elettronica;
- Teoria dei Sistemi (Supplenza). C.d.L.: Ing. Informatica, Ing. Elettronica;
- Fondamenti di Controlli Automatici (Supp.). C.d.L. in Ing. Meccanica.

 

2000-01:

- Controlli Automatici. C.d.L. in Ing. Informatica e in Ing. Elettronica;
- Controlli Automatici I e II (Mutuato). D.U. in Ing. Informatica;
- Teoria dei Sistemi (Supplenza). C.d.L. in Ing. Informatica;

 

1999-00:

- Controlli Automatici. C.d.L. in Ing. Informatica e in Ing. Elettronica;
- Controlli Automatici I e II (Mutuato). D.U. in Ing. Informatica;
- Teoria dei Sistemi (Supplenza). C.d.L. in Ing. Informatica;

 

1998-99:

- Controlli Automatici. C.d.L.: Ing. Informatica, Ing. Elettronica;
- Controlli Automatici I e II (Mutuato). D.U. in Ing. Informatica;
- Teoria dei Sistemi (Supplenza). C.d.L. in Ing. Informatica;

 

1997-98:

 - Teoria dei Sistemi. C.d.L. in Ing. Informatica e Automatica;

5.2.2  Collaborazione ad attività didattica di insegnamenti ufficiali

1997-98:

- Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. G. Marro. ING-MEC, UNIBO.
- Tutore del modulo di "Controllo dei Processi". DU-TELED, UNIBO.

 

1996-97:

- Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. G. Marro. ING-MEC, UNIBO.
- Esercitazioni di "Controlli Automatici I e II". DU-INF-AUT, UNIMO.
- Tutore del modulo di "Controllo dei Processi". DU-TELED, UNIBO.

 

1995-96:

- Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. G. Marro. ING-MEC, UNIBO.
- Esercitazioni di "Controlli Automatici I e II". DU-INF-AUT, UNIMO.
- Tutore del modulo di "Controllo dei Processi". DU-TELED, UNIBO.

 

1994-95:

- Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. C. Bonivento. ING-INF, UNIMO.
- Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. G. Marro. ING-MEC, UNIBO.
- Tutore del modulo di "Controllo dei Processi". DU-TELED, UNIBO.

 

1993-94:

 - Esercitazioni di "Controlli Automatici". Prof. C. Bonivento. ING-INF, UNIMO.

 

1988-92:

 - Esercitazioni di "Controllo dei Processi". Prof. C. Bonivento. ING-INF, UNIBO;

- ING-INF: Corso di Laurea in Ingegneria Informatica;
- ING-MEC: Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica;
- DU-INF-AUT: Diploma Universitario in Ingegneria Informatica e Automatica.
- DU-TELED: Diploma Universitario in Ingegneria Informatica e Automatica erogato in forma teledidattica dal Consorzio Nettuno.

5.3  Altre attività didattiche

Nel 2004:

 ha svolto un corso di aggiornamento di 16 ore dal titolo "Controllistica, controlli automatici, automatismi, modelli matematici, strutture SW per la realizzazione di simulazione" commissionato dalla Societą  SFIDA2000 S.R.L. di Firenze.

 

Dall'A.A. 2000/01 in poi:

 ha reso disponibile in rete, all'indirizzo "http://www.dii.unimo.it/zanasi/zanasi.htm", tutto il materiale didattico e informativo riguardate tutti gli insegnamenti di cui il candidato è docente. In particolare, sul sito sono disponibili: le dispense dei corsi, il programma svolto in aula giorno per giorno, gli esercizi svolti in aula, le esercitazioni svolte in laboratorio, alcuni compiti d'esame svolti, esercizi in preparazione dell'esame, i testi di riferimento, gli avvisi, le tesi disponibili e tutte le informazioni che il docente ritiene utile fornire agli studenti.

 

Nel 2001 e nel 2002:

 ha svolto una serie di seminari (per un totale di circa 40 ore nel 2001 e 14 ore nel 2002) su "Approccio Sistemistico al Veicolo" nell'ambito del corso FSE Ob. 3 C.3 012755 RER "Master in Ingegneria del Veicolo", co-organizzato dalla Facoltà di Ingegneria, sede di Modena, presso il Democenter di Modena.

 

Nel 1999:

 ha svolto una serie di seminari (per un totale di circa 30 ore) su "Fondamenti di Controlli Automatici" presso la Società New Holland S.p.A. di Modena.

 

Dal 1990 al 1999:

 il candidato si è impegnato nel preparare materiale didattico che potesse essere di ausilio agli studenti nella preparazione dei vari insegnamenti di cui il candidato è stato docente e/o esercitatore. In particolare il candidato ha collaborato alla realizzazione dei seguenti libri di natura didattica:
1) R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici - Compiti d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna 1999.
2) C. Bonivento, C. Melchiorri, A. Tonielli, R. Zanasi, "Controllo dei processi: schemi di lezione ed esercizi", Pitagora, Bologna, Gennaio 1996.
3) C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Sistemi di Controllo Digitale", Esculapio Editore, Collana: Progetto Leonardo, Bologna, Dicembre 1995.
4) C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "Simulazione di Sistemi Dinamici con Programma MICOSS", Pitagora Editrice Bologna, Gennaio 1990.

 

Nel Marzo - Aprile 1993:

 è stato docente, per un totale di 42 ore di lezione, del modulo "Progetto di Sistemi di Controllo" nell'ambito del corso per "Tecnico di Automazione Industriale", organizzato dall'EnAIP di Rimini in collaborazione con il DEIS dell'Università di Bologna;

5.4  Seminari di ricerca

Nel 1999 e nel 2000:

ha svolto due seminari (8 ore ciascuno) su tematiche di Controllo Robusto e Sliding Mode nell'ambito del Dottorato di Ricerca in "Ingegneria dei Sistemi" dell'Università di Bologna.

 

Nel Settembre 1997:

ha tenuto un seminario dal titolo "Sistemi di Controllo Robusto (Controllo Binario e Sliding Mode)" all'interno del il Dottorato di Ricerca in "Ingegneria dei Sistemi", sedi consorziate di Bologna, Firenze e Padova.

 

Il 7 Aprile 1997:

ha tenuto un seminario dal titolo "Nonlinear Filter for Smooth Trajectory Generator" presso "l'Institute of Info Theory and Automation" dell'Università di Praga su invito del Prof. Vladimir Kucera.

 

Il 27 Ottobre 1995:

ha tenuto un seminario dal titolo "Controllo Robusto con Azione Integrale", Incontro Annuale dei Ricercatori MURST 40%, Facoltà di Ingegneria, Napoli.

 

Il 4 October 1995:

ha tenuto un seminario dal titolo "Dynamic Modelling with Power-Oriented Graphs", Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium.

 

Il 18 Febbraio 1994:

ha tenuto un seminario dal titolo "Power-Oriented Graphs", University of Twente, Netherlands.

 

Il 14 Gennaio 1993:

ha tenuto un seminario dal titolo "Power-Oriented Graphs per la Modellistica di Sistemi Dinamici", DEIS, Università di Bologna.

 

Il 15 Luglio 1991:

ha tenuto un seminario dal titolo "The Binary Control Theory: some basic concepts", AI Lab, MIT, Boston, MA.

 

Il 22 Aprile 1991:

ha tenuto un seminario dal titolo "Control Activity for Robotic Systems at University of Bologna", IRIMS, Moscow.

 

Il 29 Gennaio 1991:

ha tenuto un seminario dal titolo "Uncertain Systems Stabilization via Binary Control Approach", Politecnico di Milano. In collaborazione con il Dr. Ashot Nersisian.

 

Il 22 Gennaio 1991:

ha tenuto un seminario dal titolo "Stabilizzazione di Sistemi Dinamici Incerti: Controllo Binario e Sistemi con Ritardo", Dipartimento di Matematica, Università di Bologna. In collaborazione con il Dr. Ashot Nersisian.

 

Il 24 Settembre 1990:

ha tenuto un seminario dal titolo "Controllo con Calcolatore di Macchine e Processi" per la parte relativa all'utilizzo di strumenti di simulazione (MICOSS), ASTER, Bologna.

 

Il 30 Marzo 1990:

ha tenuto un seminario dal titolo "Controllo Binario: Simulazione e Progettazione Assistita", Incontro di Studio - Robotica, Università di Roma "La Sapienza".

 

Nel periodo 1990-96:

ha svolto una serie di seminari all'interno del Dottorato di Ricerca in "Ingegneria dei Sistemi", sedi consorziate di Bologna, Firenze e Padova, e precisamente: "Introduzione ai Concetti del Controllo Binario" (ai dottorandi del V e VI ciclo), 8 Ottobre 1990 e 10 Ottobre 1991; "Sistemi di Controllo Robusto (Controllo Binario e Sliding Mode)", (ai dottorandi del VII, VIII, IX e X ciclo) 29 Settembre 1992, e 27 Aprile 1993, 5 Luglio 1994 e 13 Luglio 1995.

 

14 Dicembre 1989:

ha tenuto un seminario dal titolo "Controllo Binario e Sliding Mode: Teoria di Base e Progettazione Assistita", Robotica - Seminari di ricerca, Bologna.

5.5  Contratti di ricerca

Nel 2003:

• Contratto di ricerca dal titolo "Caratterizzazione e Identificazione della Curva di trasmissibilità di una Frizione per Cambio Robotizzato".
  In collaborazione con la Società Ferrari S.P.A., Maranello (MO).
• Contratto di ricerca dal titolo "Sviluppo di una applicazione per il controllo del beccheggio di un trattore agricolo a velocità specifiche".
  In collaborazione con la Società CNH Italia S.p.A. di Modena.
• Contratto di ricerca dal titolo "Modellistica dinamica di sistemi elettro-attuati per il controllo della trasmissione di veicoli stradali".
  In collaborazione con la Società Digitek S.p.A., Concordia (MO)

Nel 2001:

• Contratto di ricerca dal titolo "Algoritmi ed elettronica digitale per celle di carico ad alta precisione - Terzo anno".
  In collaborazione con la Società Coop. Bilanciai Campogalliano (MO).

• Contratto di ricerca dal titolo "Studio di fattibilità e progetto ottimale di un sistema di conversione dell'energia elettrica per l'alimentazione di sistemi di illuminazione pubblica". Progetto coordinato dal Prof. F. Fantini. Il candidato è stato responsabile della sola parte di controllo del progetto.
  In collaborazione con la Società Conchiglia S.p.A. di Reggio Emilia.
• Contratto di ricerca dal titolo "Algoritmi ed elettronica digitale per celle di carico ad alta precisione - Secondo anno".
  In collaborazione con la Società Coop. Bilanciai Campogalliano (MO).
• Contratto di ricerca dal titolo "Modellistica dinamica del sistema di trasmissione di un'autovettura e controllo della coppia trasmessa".
  In collaborazione con la Società Ferrari S.P.A. di Maranello (MO).

• Contratto di ricerca dal titolo "Algoritmi ed elettronica digitale per celle di carico ad alta precisione - Primo anno".
  In collaborazione con la Società Coop. Bilanciai Campogalliano (MO).
• Contratto di ricerca dal titolo "Ottimizzazione dei profili di moto di un sistema di controllo assi azionato da motori passo-passo e brushless".
  In collaborazione con la Società Sytech S.R.L., Funo di Argelato (BO).

5.6  Progetti di ricerca

Dal 1998 al 2000:

è stato promotore, in collaborazione con la Coop. Bilanciai Campogalliano, di un progetto di ricerca triennale dal titolo "Algoritmi ed elettronica digitale per celle di carico ad alta precisione" all'interno del Progetto Finalizzato "Materiali e Dispositivi per l'Elettronica dello Stato Solido II" (MADESS II), sottoprogetto "Sensori", tematica "Sensori a stato solido". Il progetto proposto è stato finanziato. In particolare, l'unità operativa di Modena, coordinata dal candidato, è stata finanziata mediante tre specifici contratti di ricerca riportati nella Sezione 5.5.

 

Dal 1998 al 1999:

ha partecipato al progetto PRIN di durata biennale dal titolo "Sensori avanzati e tecniche di controllo per la manipolazione robotica". Coordinatore: Prof. Salvatore Nicosia. Responsabile scientifico: Prof. Claudio Melchiorri. Impegno personale: 4 mesi/uomo per anno.

 

Nel 1999:

ha promosso un progetto biennale di ricerca applicata dal titolo "Celle di carico elettroniche per sistemi di pesatura dinamica". Il progetto, finanziato dall'Università di Modena e Reggio Emilia, è stato svolto in collaborazione con la Società Coop. Bilanciai Campogalliano (MO).

 

Nel 1999:

ha avuto una donazione a supporto del progetto biennale di ricerca applicata dal titolo "Celle di carico elettroniche per sistemi di pesatura dinamica".
Società donatrice: Coop. Bilanciai Campogalliano.

 

Dal 2000 al 2001:

ha partecipato al progetto PRIN di durata biennale dal titolo "Riconfigurazione del Controllo in Sistemi Fault-Tolerant". Coordinatore: Prof. Edoardo Mosca. Responsabile scientifico: Prof. Claudio Bonivento. Impegno personale: 4 mesi/uomo per anno.

 

Dal 2001 al 2002:

ha promosso progetto di ricerca dal titolo "Modellistica e Controllo dei Dispositivi di Trasmissione del Moto in un'Autovettura ad Elevate Prestazioni Dinamiche" finanziato dalla Società Ferrari S.p.A., (MO). Sui fondi di questo progetto di ricerca è stata attivata una "borsa di ricerca e formazione avanzata" di durata biennale usufruita dal dottorando Germano Sandoni.

5.7  Brevetti

5.8  Servizi prestati negli atenei

Dal settembre 2002:

è Responsabile Scientifico di un Master di primo livello dal titolo "Responsabile di Commessa nella progettazione di impianti automatizzati". Il master, inserito nel quadro del Programma Operativo Regione Emilia Romagna Obiettivo 3 Misura C3 "Formazione Superiore", è stato attivato in collaborazione con l'Ente Gestore "IAL Emilia Romagna".

Il Master si articola in 1500 ore complessive, di cui 518 ore di lezioni frontali e di didattica alternativa (esercitazioni, simulazioni, discussione di testimonianze di casi aziendali, project work, visite guidate), 442 ore riservate allo studio individuale e 510 ore di stage presso aziende convenzionate e qualificate. Attualmente i 13 studenti del Master stanno svolgendo lo stage presso le aziende. La prova finale del Master verrà svolta a metà gennaio 2004.

 

Nel 2002-2003:

è stato il rappresentante dalla Facoltà di Ingegneria di Modena all'interno del Comitato Tecnico Scientifico di un corso IFTS rif. P.a. 122/ rer/03, proposto dal Consorzio FIT, dal titolo "Tecnico Superiore Di Cantiere -System Integrator nel Settore della Domotica". Nei giorni 16, 22 e 23 Settembre 2003 è stato membro della commissione giudicatrice per l'esame finale del corso.

 

Nel 1999:

è stato membro della commissione esaminatrice per l'abilitazione alla professione di Ingegnere all'Università di Modena e Reggio Emilia.

 

Da 1998 ad oggi:

è stato relatore di numerose Tesi di Laurea (circa 40) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università di Modena e Reggio Emilia. La lista delle tesi svolte è reperibile in rete all'indirizzo: http://www.dii.unimo.it/zanasi/Personale/TesiSvolteZanasi.html. Quasi tutte le Tesi di Laurea sono state svolte in collaborazione con aziende del comprensorio industriale Modenese e Bolognese (Coop. Bilanciai Campogalliano, Ferrari S.p.A., New Holland, Tetrapak, DataLogic, SyTech, Conchiglia, ecc.) su tematiche principalmente nell'area dei controlli automatici, della modellistica dinamica e del controllo robusto di sistemi elettromeccanici.

 

Nel 1995:

è stato membro della commissione esaminatrice per l'abilitazione alla professione di Ingegnere alla Facoltà di Ingegneria dell'Università di Bologna.

5.9  Organizzazione di eventi scientifici in sede nazionale e internazionale

Luglio 1997:

ha organizzato, in collaborazione con il Prof. Raymond Gorez (Université de Louvain), una Invited Session dal titolo "High-Order and Discrete-Time Sliding Mode Control" all'interno dell'European Control Conference (ECC'97) tenutosi a Brussels dal 1 al 4 Luglio 1997.

 

Luglio 2003:

è stato membro dell'International Scientific Committee del Congresso "MECH2K3: Second International Congress on Mechatronics", tenutosi dal 14 al 17 luglio 2003 a Graz in Austria (vedi http://129.27.94.3/mech2k3/).

 

Settembre 2003:

è stato responsabile dell'organizzazione del Convegno C.I.R.A. 2003 tenutosi dal 10 al 12 Settembre 2003 presso la Facoltà di Ingegneria, sede di Modena, dell'Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia.
Ha inoltre partecipato attivamente all'organizzazione delle seguenti due iniziative speciali del Convegno: 1) "Problemi di controllo in ambito Automotive" in collaborazione con C. Rossi e F. Vasca; 2) "Poster Session per Dottorandi e Dottori di Ricerca" in collaborazione con M. Di Bernardo e L. Giarrè.

5.10  Varie

Dal 1999 al 2001

è stato il tutor scientifico per il settore "Automatica" di 2 studenti del Dottorato di Ricerca in "Ingegneria dell'Informazione" (I Ciclo nuova serie) dell'Università di Modena e Reggio Emilia. Gli studenti sono:
1) Riccardo Morselli, vincitore di una delle borse di studio del dottorato. Il 14 Febbraio 2003 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca discutendo una tesi dal titolo "Nonlinear trajectory generators for motion control systems" di cui il candidato è stato Tutor;
2) Germano Sandoni, vincitore del dottorato, ma senza borsa di studio. Ha usufruito di una "borsa di ricerca e formazione avanzata" finanziata su fondi di ricerca forniti dalla Società Ferrari S.p.A. Il 14 Febbraio 2003 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca discutendo una tesi dal titolo "Modeling and control of a car driveline" di cui il candidato è stato Tutor;

 

Nel Maggio 1996

in collaborazione con i Proff. C. Bonivento e G. Marro è stato editor del libro "Colloquium on Automatic Control", Springer, preparato per sottolineare i 50 anni di attività di ricerca riguardanti i Controlli Automatici presso l'Università degli Studi di Bologna e comprendente scritti di K.J. Astrom, A. Isidori, E. Mosca, G. Marro, C. Maffezzoni, G. Magnani, C. Bonivento e R. Zanasi.

 

Nel Settembre 1995

è stato invitato ad essere membro di commissione d'esame di una Tesi di Dottorato dal titolo "Sliding Mode Control of Robot Manipulators" presentata dal Dr. Y.-L. Hsu presso l'Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgio.

 

Dal 1992

è stato "technical reviewer" per riviste e convegni internazionali. In particolare si segnalano le seguenti riviste:
- Automatica;
- IEEE Transactions on Automatic Control";
- IEEE Transactions on Circuits and Systems;
- IEEE Transactions on Control Systems Technology;
- IEEE Transactions on Industrial Electronics;
- IEEE Transactions on Robotics and Automation;
- Robotics and System Dynamics;
- Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control;
- System and Control Letters;
e i seguenti convegni interazionali:
- World Congress IFAC;
- American Control Conference - ACC;
- European Control Conference - ECC;
- Conference on Decision and Control - CDC;
- IEEE Conference on Industrial Electronics - IECON;
- Symposium on Robot Control - SYROCO;
- IEEE Conference on Robotics and Automation;

6  Elenco delle 15 pubblicazioni presentate

References

[1]

R. Zanasi, "Sliding Mode Using Discontinuous Control Algorithms of Integral Type", Int. Journal of Control, Special Issue on Sliding Mode Control, V. I. Utkin, Guest Ed., vol. 57, no. 5, pp. 1079-1099, 1993, (B).

 

[2]

A. Nersisian, R. Zanasi, "A Modified Variable Structure Control Algorithm for Stabilization of Uncertain Dynamical Systems", Int. J. of Robust and Nonlinear Control, M. Grimble, Ed.-in-Chief, vol. 3, Ottobre 1993, pp. 199-209, (B).

 

[3]

C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Robust Binary Control of Robotic Systems", invited paper in "Systems, Models and Feedback: Theory and Applications", (A. Isidori and T.J. Tarn Eds), Birkhauser, Boston, pp. 1-15, 1992, (C).

 

[4]

C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "A Cascade Structure For Robust Control Design", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 39, no. 4, pp. 846-849, Aprile 1994, (B).

 

[5]

C. Bonivento, R. Zanasi, "Advances in Variable Structure Control", in Colloquium on Automatic Control, (C. Bonivento, G. Marro and R. Zanasi Eds), pp. 178-226, Springer, Maggio 1996, (C).

 

[6]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Variable Structure Integral Controllers", Automatica, vol. 34, no. 3, pp. 355-361, 1998, (B).

 

[7]

C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", Automatica, vol. 37, no. 4, pp. 535-542, 2001, (B).

 

[8]

R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control of Robot Manipulators", in Advances in Robotics - The ERNET perspective, Bonivento C., Melchiorri C., Tolle H. (eds.), World Scientific Publishing, pp. 87-96, Settembre 1996, (C).

 

[9]

R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter for the Generation of Smooth Trajectories", Automatica, vol. 36, pp. 439-448, 2000, (B).

 

[10]

C. Guarino Lo Bianco, R. Zanasi, "Smooth profile generation for a tile printing machine ", IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 50, n. 3, pp. 471-477, June 2003, ISSN 0278-0046 (B).

 

[11]

R. Zanasi, R. Morselli, "Discrete Minimum Time Tracking Problem for a Chain of Three Integrators with Bounded Input", Automatica, vol. 39, pp. 1643-1649, 2003, SSN: 0005-1098, (B).

 

[12]

R. Zanasi, R. Morselli, "Third Order Trajectory Generator Satisfying Velocity, Accelaration and Jerk Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp. 1165-1170, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

 

[13]

R. Zanasi, R. Morselli, "Second Order Smooth Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 1518-1523, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

 

[14]

R. Zanasi, R. Morselli, G. Sandoni, "Simulation of Variable Dynamic Dimension Systems: the Clutch Example", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 3149-3154, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

[15]

R. Zanasi, "Dynamics of a n-links Manipulator by Using Power-Oriented Graphs", Symposium on Robot Control - SYROCO'94, pp. 535-542, Capri, 19-21 Settembre 1994, (D).

7  Descrizione delle 15 pubblicazioni presentate

References

[1]

R. Zanasi, "Sliding Mode Using Discontinuous Control Algorithms of Integral Type", Int. Journal of Control, Special Issue on Sliding Mode Control, V. I. Utkin, Guest Ed., vol. 57, no. 5, pp. 1079-1099, 1993, (B).

 

[2]

A. Nersisian, R. Zanasi, "A Modified Variable Structure Control Algorithm for Stabilization of Uncertain Dynamical Systems", Int. J. of Robust and Nonlinear Control, M. Grimble, Ed.-in-Chief, vol. 3, Ottobre 1993, pp. 199-209, (B).

Gli articoli [1] e [2] si occupano della stabilizzazione robusta di sistemi dinamici tempo-continui in presenza di variazioni parametriche e di disturbi esterni tempo-varianti. In particolare, nei due articoli si propone e si analizza il comportamento dinamico di un nuovo controllore a struttura variabile all'interno del quale è stato inserito un nuovo termine non lineare di tipo integrale mediante il quale è possibile ottenere una reiezione completa dei disturbi esterni anche nel caso in cui il termine discontinuo di controllo abbia un'ampiezza inferiore a quella del disturbo. Questo risultato, non ottenibile con i normali controllori a struttura variabile di tipo "statico", richiede come vincolo che i disturbi esterni abbiano derivata limitata. Il nuovo tipo di controllore, denominato "controllo discontinuo con azione integrale", ha una struttura particolarmente semplice e simile a quella di un regolatore PID: i parametri di progetto sono infatti l'ampiezza k della componente discontinua, il coefficiente l della parte proporzionale e il coefficiente h della parte integrale non-lineare.
Nell'articolo [2] viene fornita, in funzione dei parametri di progetto k, l ed h, una prima condizione sufficiente che garantisce la globale e asintotica stabilità del sistema retroazionato. In questo articolo viene inoltre mostrato come la nuova struttura di controllo possa essere considerata come un caso particolare della più generale (e più complessa) teoria del Controllo Binario sviluppata negli anni 80' dall'Accademician russo Emelyanov.
Nell'articolo [1] viene proposta una più semplice ed efficace condizione sufficiente per garantire la globale e asintotica stabilità del sistema retroazionato. Inoltre, in questo articolo viene studiato il problema di come mantenere il sistema in sliding mode anche nel caso in cui i disturbi esterni siano "discontinui". Si dimostra che in questo caso oltre all'azione del termine integrale deve essere presente anche un termine discontinuo di ampiezza adeguata.

 

[3]

C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Robust Binary Control of Robotic Systems", invited paper in "Systems, Models and Feedback: Theory and Applications", (A. Isidori and T.J. Tarn Eds), Birkhauser, Boston, pp. 1-15, 1992, (C).

Nell'area del controllo robusto, la teoria del controllo a Struttura Variabile e la teoria del Controllo Binario hanno interessanti proprietà metodologiche, ma presentano spesso anche alcuni inconvenienti applicativi. Tra i principali svantaggi di queste due tecniche vi è l'insorgere di chattering indesiderato nelle realizzazioni pratiche delle leggi di controllo a Struttura Variabile, e la presenza di oscillazioni continue, spesso poco smorzate, nelle applicazioni dove si utilizza il Controllo Binario. In [3] vengono presentati e discussi i risultati sperimentali ottenuti applicando una nuova tecnica di controllo robusto ad un particolare sistema robotico. Il principale vantaggio della tecnica di controllo proposta, basata su di un regolatore Sliding Mode con l'aggiunta di un'azione integrale di tipo switching, è quella di ottenere una riduzione arbitraria del fenomeno chattering, pur mantenendo le proprietà di robustezza dell'approccio Sliding Mode. I risultati sperimentali presentati nell'articolo sono stati ottenuti dal candidato applicando la tecnica proposta al sistema robotico WAM (Whole-Arm Manipulator) del Prof. Ken Salisbury presso l'Artificial Intelligence Lab., Massachusetts Institute of Technology ( MIT), Cambridge, MA, USA.

 

[4]

C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "A Cascade Structure For Robust Control Design", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 39, no. 4, pp. 846-849, Aprile 1994, (B).

In [4] vengono studiate le caratteristiche dinamiche di una struttura di controllo in cascata che utilizza un controllo a Struttura Variabile nell'anello interno e un Controllo Binario nell'anello esterno. Entrambi i tipi di controllo sono robusti rispetto ai disturbi esterni e alle variazioni parametriche. Il vantaggio di utilizzare un controllo binario nell'anello esterno risiede nel fatto che il segnale di controllo da esso fornito all'anello interno è strutturalmente continuo e quindi non pregiudica la robustezza del controllo a struttura variabile presente nell'anello interno. La tecnica di controllo proposta viene prima analizzata teoricamente e poi applicata in simulazione ad un caso particolare: il controllo di un motore in corrente continua collegato ad un carico fortemente non lineare.

 

[5]

C. Bonivento, R. Zanasi, "Advances in Variable Structure Control", in Colloquium on Automatic Control, (C. Bonivento, G. Marro and R. Zanasi Eds), pp. 178-226, Springer, Maggio 1996, (C).

In [5] viene presentata una serie di risultati ottenuti nel campo del controllo robusto dei sistemi fisici. In particolare, l'articolo si sofferma sulla metodologia del Controllo Discontinuo con Azione Integrale nelle due versioni tempo-continua e tempo-discreta. Nell'articolo sono presenti numerosi esempi applicativi di questa tecnica. Alcuni di questi sono simulativi, mentre altri descrivono applicazioni pratiche fisicamente realizzate, come ad esempio il controllo di velocità di un motore elettrico soggetto ad un forte disturbo di coppia sul carico ed il controllo di posizione del giunto master di un sistema robotico.

 

[6]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Variable Structure Integral Controllers", Automatica, vol. 34, no. 3, pp. 355-361, 1998, (B).

In [6] vengono studiate le caratteristiche dinamiche del Controllo Discontinuo con azione Integrale (DIC) nel caso tempo-discreto. Nell'articolo viene proposta una versione discreta del controllo DIC opportunamente modificata per tener conto delle informazioni che sono disponibili sulla derivata temporale della variabile di controllo. Questo tipo di controllore discreto risulta essere molto efficace nella riduzione del chattering nel caso in cui i parametri del sistema siano noti. Nell'articolo viene proposta e analizzata anche una struttura di controllo "adattativa" che permette di stimare efficacemente le variazioni parametriche di tipo "inerziale" che si hanno all'interno del sistema. La locale e asintotica stabilità del sistema retroazionato viene dimostrata nel caso di disturbi esterni costanti. Il controllore proposto viene poi utilizzato in simulazione per controllare un motore in corrente continua collegato ad una carico inerziale tempo-variante.

 

[7]

C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", Automatica, vol. 37, no. 4, pp. 535-542, 2001, (B).

L'articolo [7] prende in considerazione il progetto di un regolatore sliding mode con retroazione dall'uscita in grado di assicurare ad un sistema non lineare l'inseguimento asintotico di una traiettoria di riferimento. Si fa l'ipotesi che la traiettoria di riferimento venga generata da un sistema esterno neutralmente stabile il cui stato deve essere noto. La metodologia di progetto proposta nell'articolo è basata sulla teoria del "center manifold" e sul concetto di "controllo equivalente". Tale metodologia può essere applicata sia a sistemi a fase minima che non minima.

 

[8]

R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control of Robot Manipulators", in Advances in Robotics - The ERNET perspective, Bonivento C., Melchiorri C., Tolle H. (eds.), World Scientific Publishing, pp. 87-96, Settembre 1996, (C).

Nell'articolo [8] il controllo Sliding Mode viene applicato al controllo di posizione "point-to-point" di un manipolatore robotico. Nell'articolo viene proposto l'utilizzo di una semplice superficie di sliding, funzione non lineare degli errori di posizione, mediante la quale è possibile ottenere dei comportamenti "smooth" della variabile controllata mantenendo nel contempo limitata la velocità massima ammissibile. La comparsa di chattering nel sistema viene evitata utilizzando una funzione di tipo "saturazione" al posto della funzione "segno". Il raggiungimento esatto delle posizione finale viene garantita dall'aggiunta di un termine integrale all'interno delle legge di controllo. La tecnica proposta viene utilizzata per controllare il primo giunto di un sistema robotico industriale (Kuka 316). I dati sperimentali confermano i risultati teorici ottenuti.

 

[9]

R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter for the Generation of Smooth Trajectories", Automatica, vol. 36, pp. 439-448, 2000, (B).

Nell'articolo [9] viene presentato un nuovo generatore di traiettorie, basato su di un controllore non lineare a struttura variabile, particolarmente utile per la generazione di traiettorie nel campo del "motion control". Tale sistema è in grado di "filtrare" i tipici segnali di riferimento (gradino, rampa, ecc.) fornendo in uscita un segnale che soddisfa alcuni vincoli, definibili a piacere dall'utente, sulle derivate temporali massime e minime della traiettoria desiderata. Tali vincoli possono essere modificati in linea durante il normale funzionamento del sistema senza pregiudicare la stabilità e la funzionalità del sistema. Si dimostra inoltre che la traiettoria generata è quella che garantisce una transizione "in tempo minimo" e senza "overshoot". Il generatore di traiettorie considerato è quello del secondo ordine e viene analizzato sia nella versione tempo-continua che tempo-discreta. Il principale contributo del lavoro riguarda il caso tempo-discreto: si dimostra che il controllore discreto a tempo minimo è dato da una collezione di regolatori "lineari", ognuno dei quali è attivo in una particolare regione del piano delle fasi. Le caratteristiche del generatore proposto vengono verificate in simulazione facendo riferimento ad un caso pratico di inseguimento di un segnale a dente di sega nel controllo di un utensile che opera su di una linea di assemblaggio.

 

[10]

C. Guarino Lo Bianco, R. Zanasi, "Smooth profile generation for a tile printing machine ", IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 50, n. 3, pp. 471-477, June 2003, ISSN 0278-0046 (B).

L'articolo [10] descrive l'utilizzo di un generatore di traiettorie del secondo ordine, del tipo di quello proposto in [9], nel caso di un'applicazione reale di controllo di una macchina per la stampa di piastrelle posizionate in modo non regolare su di una linea di trasporto in movimento. Nell'articolo vengono riportati sia dei risultati teorici, riguardanti principalmente la gestione a tempo minimo delle condizioni iniziali che non rispettano i vincoli voluti, sia dei risultati sperimentali ottenuti durante il reale funzionamento della macchina.

 

[11]

R. Zanasi, R. Morselli, "Discrete Minimum Time Tracking Problem for a Chain of Three Integrators with Bounded Input", Automatica, vol. 39, pp. 1643-1649, 2003, SSN: 0005-1098, (B).

L'articolo [11] estende al caso tridimensionale i risultati teorici che in [9] erano stati ottenuti per il generatore di traiettorie bidimensionale a tempo-discreto. Nonostante la maggiore complessità del problema, nell'articolo si mostra come mediante l'utilizzo di particolari trasformazioni nello spazio degli stati sia possibile ottenere un regolatore discreto che, pur mantenendo una struttura estremamente semplice, garantisce l'inseguimento perfetto del segnale di riferimento in "tempo minimo" e "senza sovraelongazione". Nell'articolo si dimostra che anche per il caso tridimensionale il regolatore discreto a tempo minimo è costituito da un insieme numerabile di regolatori "lineari", ognuno dei quali è attivo in una particolare regione dello spazio degli stati. Le superfici che delimitano queste regioni hanno delle proprietà estremamente interessanti che nell'articolo sono state evidenziate con particolare attenzione. Risultati simulativi confermano la correttezza dei risultati teorici presentati.

 

[12]

R. Zanasi, R. Morselli, "Third Order Trajectory Generator Satisfying Velocity, Accelaration and Jerk Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp. 1165-1170, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

L'articolo [12] estende al caso tridimensionale l'analisi del generatore di traiettorie del secondo ordine a "tempo-continuo". In particolare si determina la struttura di un nuovo regolatore che garantisce il prefetto inseguimento dei segnali di riferimento, in "tempo minimo" e "senza overshoot", anche nel caso di vincoli contemporanei sulla velocità V_min £ [x\dot] £ V_max, sull'accelerazione A_min £ [x\ddot] £ A_max e sul jerk |\dddotx| £ U. Come caso particolare si ottiene anche la struttura del generatore di traiettorie del secondo ordine quando siano presenti vincoli sulla velocità e sull'accelerazione.

 

[13]

R. Zanasi, R. Morselli, "Second Order Smooth Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 1518-1523, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

In [13] viene presentato un generatore di traiettorie tempo-continuo del secondo ordine che è in grado di garantire l'inseguimento senza overshoot dei segnali di riferimento nel caso in cui si abbiano vincoli "non lineari" sia sulla massima accelerazione, |[x\ddot]| £ U_M([x\dot]), che sulla massima velocità, [x\dot]_M- £ [x\dot] £ [x\dot]_M+. L'introduzione di un opportuno boundary-layer non lineare nelle vicinanze della curva teorica di commutazione permette di garantire che l'azione di controllo è sempre "continua". Quando l'ampiezza di questo "boundary layer" tende a zero, l'azione di controllo diventa discontinua e la traiettoria generata dal sistema diventa quella a tempo minimo.

 

[14]

R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, "Simulation of Variable Dynamic Dimension Systems: the Clutch Example", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 3149-3154, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

L'articolo [14] prende in considerazione i sistemi a struttura dinamica variabile, cioè i sistemi che cambiano la dimensione del vettore di stato durante il loro normale funzionamento. La simulazione di questo tipo di sistemi è tipicamente difficoltosa perchè richiede una continua gestione di più modelli simulativi, delle relative condizioni iniziali e delle politiche di passaggio da un modello all'altro. Nell'articolo viene proposto un particolare modo di rappresentare i sistemi a struttura dinamica variabile che ne facilita la simulazione in tutte le condizioni operative. Il metodo viene presentato facendo riferimento ad un sistema di n masse che interagiscono tra di loro solo tramite attriti coulombiani. La trasformazione di coordinate che viene proposta tende a separare la "dinamica principale" del sistema, cioè quella che è sempre attiva, da tutte quelle "relative", cioè quelle che scompaiono quando la dimensione dinamica del sistema decade. La politica di passaggio da una condizione dinamica all'altra viene gestita calcolando il controllo equivalente di un opportuno sistema multidimensionale a struttura variabile. Nell'articolo, il metodo proposto viene applicato alla simulazione di un sistema composto da quattro masse.

 

[15]

R. Zanasi, "Dynamics of a n-links Manipulator by Using Power-Oriented Graphs", Symposium on Robot Control - SYROCO'94, pp. 535-542, Capri, 19-21 Settembre 1994, (D).

Nell'articolo [15], la tecnica modellistica "Power-Oriented Graphs" (POG) viene utilizzata per ricavare le equazioni dinamiche non lineari di un manipolatore robotico a n gradi di libertà. Prima si determina il modello dinamico del manipolatore "elastico" che si ottiene quando nei giunti vengono inserite delle elasticità. Successivamente si determina il modello dinamico del manipolatore "rigido" facendo tendere a zero le elasticità inserite nei giunti. Utilizzando le particolari proprietà strutturali della tecnica modellistica "Power-Oriented Graphs" si dimostra che la riduzione al caso "rigido" può essere ottenuta facilmente utilizzando una trasformazione di congruenza nello spazio degli stati. Tale trasformazione è di tipo rettangolare e permette di trasformare e ridurre il sistema contemporaneamente. Il modello dinamico "rigido" che si ottiene in questo modo ha una struttura interna molto simile a quella che si ottiene utilizzando l'approccio a "operatori spaziali". Il vantaggio di utilizzare la tecnica POG è quello di mettere in evidenza anche tutti i flussi di potenza che si hanno all'interno del manipolatore.

8  Pubblicazioni suddivise per categorie

References

8.1  A: 6 libri

[1]

R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici - Compiti d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna 1999, (A).

[2]

C. Bonivento, G. Marro, R. Zanasi (Eds), "Colloquium on Automatic Control", Springer, Maggio 1996, ISBN 3540760601, (A).

[3]

C. Bonivento, C. Melchiorri, A. Tonielli, R. Zanasi, "Controllo dei processi: schemi di lezione ed esercizi", Pitagora, Bologna, Gennaio 1996, (A).

[4]

C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Sistemi di Controllo Digitale", Esculapio Editore, Collana: Progetto Leonardo, Bologna, Dicembre 1995, (A).

[5]

R. Zanasi, "Controllo Discontinuo di Sistemi Dinamici con Applicazioni alla Robotica", Tesi di Dottorato, DEIS, Università di Bologna, Febbraio 1992, (A).

[6]

C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "Simulazione di Sistemi Dinamici con Programma MICOSS", Pitagora Editrice Bologna, Gennaio 1990, (A).

8.2  B: 8 articoli su riviste internazionali

[7]

R. Zanasi, R. Morselli, "Discrete Minimum Time Tracking Problem for a Chain of Three Integrators with Bounded Input", Automatica, vol. 39, pp. 1643-1649, 2003, SSN: 0005-1098, (B).

[8]

C. Guarino Lo Bianco, R. Zanasi, "Smooth profile generation for a tile printing machine ", IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 50, n. 3, pp. 471-477, June 2003, ISSN 0278-0046 (B).

[9]

C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", Automatica, vol. 37/4, pp. 535-542, 2001, (B).

[10]

R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter for the Generation of Smooth Trajectories", Automatica, vol.36, pp. 439-448, 2000, (B).

[11]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Variable Structure Integral Controllers", Automatica, vol. 34, no.3, pp. 355-361, 1998. Presentato anche al 13th World Congress - IFAC'96, vol. H, pp. 333-338, San Francisco, California, USA, Giugno 1996, ISNB 0-08-0426050, (B).

[12]

C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "A Cascade Structure For Robust Control Design", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 39, no. 4, pp. 846-849, Aprile 1994, (B).

[13]

A. Nersisian, R. Zanasi, "A Modified Variable Structure Control Algorithm for Stabilization of Uncertain Dynamical Systems", Int. J. of Robust and Nonlinear Control, M. Grimble, Ed.-in-Chief, vol. 3, Ottobre 1993, pp. 199-209, (B).

[14]

R. Zanasi, "Sliding Mode Using Discontinuous Control Algorithms of Integral Type", Int. Journal of Control, Special Issue on Sliding Mode Control, V. I. Utkin, Guest Ed., vol. 57, no. 5, pp. 1079-1099, 1993, (B).

8.3  C: 3 capitoli di libri internazionali

[15]

R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control of Robot Manipulators", in Advances in Robotics - The ERNET perspective, Bonivento C., Melchiorri C., Tolle H. (eds.), World Scientific Publishing, pp. 87-96, Settembre 1996, (C).

[16]

C. Bonivento, R. Zanasi, "Advances in Variable Structure Control", in Colloquium on Automatic Control, (C. Bonivento, G. Marro and R. Zanasi Eds), pp. 178-226, Springer, Maggio 1996, (C).

[17]

C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Robust Binary Control of Robotic Systems", invited paper in "Systems, Models and Feedback: Theory and Applications", (A. Isidori and T.J. Tarn Eds), Birkhauser, Boston, pp. 1-15, 1992, (C).

8.4  D: 43 comunicazioni a congressi, simposi, workshops internazionali

[18]

R. Morselli, M. Borsari, R. Zanasi, A. Visconti , "Artificial Sensitivity for Power Steering: the Proactive Safety Steering Control",  for the IFAC Symposium on Advances in Automotive Control - AAC'04, Salerno, Italia, April 19-23, 2004, (D).

[19]

R. Morselli, R. Zanasi, E. Sereni, E. Bedogni, E. Sedoni, "Modeling and Control of Wet Clutches by Pressure-control Valves",  for the IFAC Symposium on Advances in Automotive Control - AAC'04, Salerno, Italia, April 19-23, 2004, (D).

[20]

R. Morselli, R. Zanasi, R. Cirsone, E. Sereni, E. Bedogni, E. Sedoni, "Dynamic Modeling and Control of Electro-Hydraulic Wet-Clutches", IEEE 6th International Conference On Intelligent Transportation Systems, Shanghai, China, October 12-15, 2003, ISBN 0-7803-8126-2, (D).

[21]

R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, A. Visconti, F. Baldet, F. Farachi, "Dynamic Models and Control of an AMT Actuator System", International Congress on Mechatronics - MECH2K3, Graz, Austria, 14-17 luglio, 2003, (D).

[22]

A. Bertacchini, R. Morselli, R. Zanasi, P. Pavan, A. Bertoli, "Control Structures and Physical Requirements for Steer-by-Wire Systems", International Congress on Mechatronics - MECH2K3, Graz, Austria, 14-17 luglio, 2003, (D).

[23]

R. Morselli, A. Bertacchini, P. Ferrari, P. Pavan, R. Zanasi, "Energetic Approach for Steer-by-Wire in Off-Highway Vehicles", International Conference in Control and Diagnostics in Automotive Applications - CD AUTO'03, Sestri Levante (GE), Italia, 18-20 June, 2003, (D).

[24]

R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, "Mechanical and Active Car Differentials: Detailed and Reduced Dynamic Models", Symposium on Mathematical Modelling - MATHMOD 2003, Vienna, Austria, 5-7 February 2003, pp. 1011-1020, ISBN 3-901608-24-9, (D).

[25]

R. Zanasi, R. Morselli, A. Visconti, "Generation of Acceleration Profiles for Smooth Gear Shift Operations", 28-th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society - IECON'02, Sevilla, Spain, 5-8 November, 2002, ISBN: 0-7803-7474-4, (D).

[26]

R. Zanasi, R. Morselli, A. Visconti, M. Cavanna, "Head-neck model for the evaluation of passenger's comfort", IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems - IROS'02, Lausanne, Switzerland, pp.1403-1408, September 30 - October 4, 2002, ISBN: 0-7803-7398-7, (D).

[27]

R. Morselli, R. Zanasi, "Positioning Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp.1177-1182, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

[28]

R. Zanasi, R. Morselli, "Third Order Trajectory Generator Satisfying Velocity, Accelaration and Jerk Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp. 1165-1170, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

[29]

R. Zanasi, G. Sandoni, "Electronic Control of a Multi-Phase Lighting System", 15th IFAC World Congress - IFAC'02, Barcelona, Spain, July 21-26, 2002, (D).

[30]

R. Zanasi, G. Sandoni, "Modeling and Electronic Control of a Lighting System", IEEE ISIE'2002, L'Aquila, Italy, July 8-11 2002, (D).

[31]

R. Zanasi, G. Sandoni, A. Visconti "Dynamic Model and Control of a Gearbox System", Mechatronics 2002, Twente, Enschede, Netherlands, June 24-26 2002, (D).

[32]

R. Zanasi, R. Morselli, G. Sandoni, "Simulation of Variable Dynamic Dimension Systems: the Clutch Example", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 3149-3154, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

[33]

R. Zanasi, R. Morselli, "Second Order Smooth Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 1518-1523, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

[34]

R. Zanasi, A. Visconti, G. Sandoni, R. Morselli, "Dynamic Modeling and Control of a Car Transmission System", 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics - AIM '01, Como, vol. 1, pp. 416-421, 9-11 July 2001, ISBN: 0-7803-6737-5, (D).

[35]

C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "On the Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", 14th IFAC World Congress - IFAC'99, Beijing, China, 5-9 July 1999, ISBN 0-08-043248-4, (D).

[36]

G. Marro, R. Zanasi, "New Formulae and Graphics for Compensator Design", IEEE International Conference on Control Applications - CCA'98, Trieste, 1-4 September 1998, ISBN 0-7803-4107-4, (D).

[37]

R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter For Smooth Trajectory Generation" - NOLCOS'98, University of Twente, Enschede, the Netherlands, July 1-3 1998, (D).

[38]

R. Zanasi, C. Melchiorri, L. Marconi, "Sliding Mode Output Regulation of Nonlinear Nonminimum Phase Systems with Relative Degree One", 6th IEEE Mediterranean Conference on Control and Automation, Alghero, Italy, 8-11 June 1998, (D).

[39]

R. Zanasi, "Sliding Mode Output Regulation of Linear and Nonlinear Systems", COSY Workshop on "Control of Nonlinear and Uncertain Systems", London, 6-8 February 1998, (D).

[40]

R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, "Sliding Mode Approach to Robust Suboptimal Control of Robots", IMACS World Congress, Berlin, August 1997, (D).

[41]

C. Bonivento, R. Zanasi, "Review of Results of Variable Structure Control for Applications to Mechanical Systems", Workshop on "Modelling and Control of Mechanical Systems", pp. 47-63, London, 17-20 June, 1997, (D).

[42]

R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, C. Ganseman, J. De Schutter, "Introduction of a Reset Action in Sliding Mode Control of Robots", European Control Conference - ECC'97, Brussels, 1-4 July, 1997, (D).

[43]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Time Sliding Mode Controllers with Disturbance Estimation", European Control Conference - ECC'97, Brussels, 1-4 July, 1997, (D).

[44]

R. Zanasi, "Robots' Dynamics by Using Power-Oriented Graphs ", International Symposium on Industrial Robots, IRIS'96, pp. 593-598, Milano, 6-8 Ottobre 1996, (D).

 

[45]

C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, R. Zanasi , "Nonlinear Trajectory Generator", 22nd Annual International Conference on the IEEE Industrial Electronics Society - IECON'96, The Lai Lai Sheraton Hotel, Taipei, Taiwan, Agosto 1996, (D).

 

[46]

R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modeling Electrical Machines", 8th Mediterranean Electrotechnical Conference - MELECON'96, "Industrial Applications in Power Systems, Computer Science and Telecommunications", pp. 1211-1214, Bari, 13-16 Maggio 1996, (D).

 

[47]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Low-Chattering Variable Structure Controllers", European Control Conference - ECC'95,pp. 1455-1460, Roma, 5-8 Settembre 1995, (D).

[48]

R. Zanasi, "Dynamics of a n-links Manipulator by Using Power-Oriented Graphs", Symposium on Robot Control - SYROCO'94, pp. 535-542, Capri, 19-21 Settembre 1994, (D).

[49]

R. Zanasi, C. Bonivento, "Discontinuous Integral Control Applied to the Orientation of a Spacecraft", IFAC Symposium on Robust Control Design, pp. 91-97, Rio de Janeiro, Brasil, 14-16 Settembre 1994, (D).

[50]

R. Zanasi, C. Bonivento, "Discontinuous Integral Control", IEEE Workshop on Robust Control via Variable Structure and Lyapunov Techniques, pp. 86-92, Benevento, 7-9 Settembre 1994, (D).

[51]

R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modelling Robotic Systems", invited paper for the IMACS/IFAC Second Int. Symposium - MIM-S² '93, Special Session on "Intelligent Models in Robotics", Brussels, Belgium, 12-16 Aprile 1993, (D).

[52]

C. Bonivento, C. Melchiorri, G. Vassura, R. Zanasi, "System Concepts and Control Techniques for the UBH Project", Second Int. Symp. on Measurement and Control in Robotics - ISMCR'92, pp. 321-328, Tsukuba Science City, Japan, 15-19 Novembre 1992, (D).

[53]

C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "Robust Control Design Combining Binary and Variable Structure Techniques", Nonlinear Control System Design Symposium - NOLCOS'92, pp.330-335, Bordeaux, 24-26 Giugno 1992, (D).

[54]

R. Zanasi, "Discontinuous Control with Integral Action", invited poster paper in the Washington University-NSF Workshop on Nonlinear Control, St. Louis, 27-31 Maggio 1992, (D).

[55]

R. Zanasi, C. Bonivento, "A Review of Some Recent Results on Robust Discontinuous Control", Int. Conf. on Modelling, Identification and Control - IASTED'92, Innsbruck, Austria, Febbraio 1992, (D).

[56]

C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Variable Structure Control for AC Motor Drive", International Conference on the IEEE Industrial Electronics Society - IECON'91, pp. 760-765, Kobe, Japan, Novembre 1991, (D).

[57]

C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Variable Structure Control of a Brushless Motor", European Conference on Power Electronics and Applications - EPE'91, Florence, vol. 1, pp.7-12, Settembre 1991, (D).

[58]

C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "The MICOSS Package for Digital Control Systems Simulation", IFAC Conf. on Advances in Control Education - ACE'91, Boston, 24-25 Giugno 1991, (D).

[59]

R. Zanasi, "Power-Oriented Modeling of Dynamical Systems for Simulation", IMACS Symp. on Modeling and Control of Technological Systems - MCTS'91, vol. 2, pp. 31-35, Lille, France, 7-10 May 1991, (D).

[60]

C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Binary Versus Sliding Mode Control: Simulation Experiments for Robotic Applications", Mathematical and Intelligent Models in System Simulation - IMACS'91, pp. 655-661, J.C. Baltzer Pbl., Brussels, 1991, (D).

8.5  E: 5 articoli su riviste a diffusione nazionale

[61]

R. Zanasi, L. Diacci, "Celle di Carico ad Estensimetri Elettrici: i Vantaggi di una Soluzione Digitale", Automazine e Strumentazione, anno LI, n. 9, pp. 59-63, Ottobre 2003, (E).

[62]

C. Bonivento, C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Azionamenti Elettrici: Alternative di Controllo", "Automazione e Strumentazione", pp. 159-169, Ottobre 1996, (E).

 

[63]

C. Bonivento, C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Azionamenti Elettrici: Controllo a Struttura Variabile.", "Automazione e Strumentazione", pp. 123-129, Settembre 1996, (E).

 

[64]

C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Configurazioni e Dispositivi di Ingegnerizzazione dei Regolatori PID Digitali", "Automazione e Strumentazione", pp. 103-110, Gennaio 1996, (E).

 

[65]

C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "MICOSS: un Ambiente per la Simulazione Avanzata di Sistemi di Controllo", Automazione e Strumentazione, No. 6, pp. 103-114, Giugno 1991, (E).

8.6  F: 1 comunicazione a congressi, simposi, workshops nazionali

[66]

C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "Simulazione di Sistemi Dinamici con il Package MICOSS", Strumenti Informatici nella Didattica dell'Ingegneria, Centro di Calcolo della Facoltà di Ingegneria, Bologna, Ottobre 1990, (F).

8.7  G: 9 rapporti interni

[67]

R. Zanasi, "Esercizi e Test di Controlli Automatici", Technical Report n. DEIS-LAR-11-96, Università di Bologna, Maggio 1996, (G).

[68]

R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs: Basic Properties", Technical Report n. DEIS-LAR-17-96, Università di Bologna, Maggio 1996, (G).

[69]

C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, R. Zanasi , "Discrete Time Implementation of a Nonlinear Trajectory Generator", Technical Report n. DEIS-LAR-03-96, Università di Bologna, Aprile 1996, (G).

[70]

R. Zanasi, R. Gorez, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control with Integral Action", Technical Report Nr.95.84, Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium, Ottobre 1995, (G).

[71]

R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modeling Electric Motors", Technical Report n. DEIS-LAR-10-96, Università di Bologna, Giugno 1993, (G).

[72]

R. Zanasi, "Modeling Time-Varying Dynamic Systems by Using Power-Oriented Graphs", Technical Report n. DEIS-LAR-09-96, Università di Bologna, Gennaio 1993, (G).

[73]

R. Zanasi, "A Mathematica Environment for Modeling Robot Dynamics", Technical Report n. DEIS-LAR-08-96, Università di Bologna, Ottobre 1992, (G).

[74]

R. Zanasi, K. Salisbury, "Dynamic Modeling, Simulation and Parameter Identification for the WAM Arm", A.I. Memo No. 1387, MIT, Cambridge, USA, Agosto 1992, (G).

[75]

A. Nersisian, R. Zanasi, "Binary Control Approach for Robust Stabilization and Tracking of Uncertain Dynamical Systems", Report No. GRA-91-02, Università di Bologna, Gennaio 1991, (G).

9  Sommari ragionati delle pubblicazioni

9.1  Simulazione di sistemi dinamici

[6] C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, " Simulazione di Sistemi Dinamici con Programma MICOSS", Pitagora Editrice Bologna, Gennaio 1990, (A).

[66] C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "Simulazione di Sistemi Dinamici con il Package MICOSS", Strumenti Informatici nella Didattica dell'Ingegneria, Centro di Calcolo della Facoltà di Ingegneria, Bologna, Ottobre 1990, (F).

[65] C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "MICOSS: un Ambiente per la Simulazione Avanzata di Sistemi di Controllo", Automazione e Strumentazione, No. 6, pp. 103-114, Giugno 1991, (E).

[58] C. Bonivento, A. Tonielli, R. Zanasi, "The MICOSS Package for Digital Control Systems Simulation", IFAC Conf. on Advances in Control Education - ACE'91, Boston, 24-25 Giugno 1991, (D).

9.2  Controllo Robusto - Sliding Mode con Azione Integrale

[13] A. Nersisian, R. Zanasi, "A Modified Variable Structure Control Algorithm for Stabilization of Uncertain Dynamical Systems", Int. J. of Robust and Nonlinear Control, M. Grimble, Ed.-in-Chief, vol. 3, Ottobre 1993, pp. 199-209, (B).


[75] A. Nersisian, R. Zanasi, "Binary Control Approach for Robust Stabilization and Tracking of Uncertain Dynamical Systems", Report No. GRA-91-02, Università di Bologna, Gennaio 1991, (G).

[57] C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Variable Structure Control of a Brushless Motor", EPE, Florence, vol. 1, pp.7-12, Settembre 1991, (D).

[56] C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Variable Structure Control for AC Motor Drive", IECON '91, pp. 760-765, Kobe, Japan, Novembre 1991, (D).

[60] C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Binary Versus Sliding Mode Control: Simulation Experiments for Robotic Applications", Mathematical and Intelligent Models in System Simulation - IMACS'91, pp. 655-661, J.C. Baltzer Pbl., Brussels, 1991, (D).

[17] C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Robust Binary Control of Robotic Systems", invited paper in " Systems, Models and Feedback: Theory and Applications", (A. Isidori and T.J. Tarn Eds), Birkhauser, Boston, pp. 1-15, 1992, (C).

[14] R. Zanasi, "Sliding Mode Using Discontinuous Control Algorithms of Integral Type", Int. Journal of Control, Special Issue on Sliding Mode Control, V. I. Utkin, Guest Ed., vol. 57, no. 5, pp. 1079-1099, 1993, (B).

[5] R. Zanasi, "Controllo Discontinuo di Sistemi Dinamici con Applicazioni alla Robotica", Tesi di Dottorato, DEIS, Università di Bologna, Febbraio 1992, (A).

[12] C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "A Cascade Structure For Robust Control Design", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 39, no. 4, pp. 846-849, Aprile 1994, (B).

[53] C. Bonivento, A. Nersisian, A. Tonielli, R. Zanasi, "Robust Control Design Combining Binary and Variable Structure Techniques", Nonlinear Control System Design Symposium - NOLCOS '92, pp.330-335, Bordeaux, 24-26 Giugno 1992, (D).

[54] R. Zanasi, "Discontinuous Control with Integral Action", invited poster paper in the "Washington University-NSF Workshop on Nonlinear Control", St. Louis, 27-31 Maggio 1992, (D).

[55] R. Zanasi, C. Bonivento, "A Review of Some Recent Results on Robust Discontinuous Control", Proc. 11' IASTED Int. Conf. on Modelling, Identification and Control, Innsbruck, Austria, Febbraio 1992, (D).

[52] C. Bonivento, C. Melchiorri, G. Vassura, R. Zanasi, "System Concepts and Control Techniques for the UBH Project", Second Int. Symp. on Measurement and Control in Robotics - ISMCR'92, pp. 321-328, Tsukuba Science City, Japan, 15-19 Novembre 1992, (D).

[49] R. Zanasi, C. Bonivento, "Discontinuous Integral Control Applied to the Orientation of a Spacecraft", "IFAC Symposium on Robust Control Design", pp. 91-97, Rio de Janeiro, Brasil, 14-16 Settembre 1994, (D).

[50] R. Zanasi, C. Bonivento, "Discontinuous Integral Control", IEEE Workshop on "Robust Control via Variable Structure and Lyapunov Techniques", pp. 86-92, Benevento, 7-9 Settembre 1994, (D).

[70] R. Zanasi, R. Gorez, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control with Integral Action", Technical Report Nr.95.84, Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium, Ottobre 1995, (G).

[47] C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Low-Chattering Variable Structure Controllers", "European Control Conference - ECC'95",pp. 1455-1460, Roma, 5-8 Settembre 1995, (D).

[2] C. Bonivento, G. Marro, R. Zanasi (Eds), Colloquium on Automatic Control, Springer, Maggio 1996, ISBN 3540760601, (A).

[16] C. Bonivento, R. Zanasi, "Advances in Variable Structure Control", in Colloquium on Automatic Control, (C. Bonivento, G. Marro and R. Zanasi Eds), pp. 178-226, Springer, Maggio 1996, (C).

[11] C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Variable Structure Integral Controllers", Automatica, vol. 34, no. 3, pp. 355-361, 1998. Presentato anche al 13th World Congress - IFAC'96, vol. H, pp. 333-338, San Francisco, California, USA, Giugno 1996, ISNB 0-08-0426050, (B).

[15] R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, Y.L. Hsu, "Sliding Mode Control of Robot Manipulators", in Advances in Robotics - The ERNET perspective, Bonivento C., Melchiorri C., Tolle H. (eds.), World Scientific Publishing, pp. 87-96, Settembre 1996, (C).

[63] C. Bonivento, C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Azionamenti Elettrici: Controllo a Struttura Variabile.", " Automazione e Strumentazione", pp. 123-129, Settembre 1996, (E).

[62] C. Bonivento, C. Rossi, A. Tonielli, R. Zanasi, "Azionamenti Elettrici: Alternative di Controllo", " Automazione e Strumentazione", pp. 159-169, Ottobre 1996, (E).

[43] C. Bonivento, M. Sandri, R. Zanasi, "Discrete Time Sliding Mode Controllers with Disturbance Estimation", European Control Conference - ECC'97, Brussels, 1-4 July, 1997, (D).

[42] R. Gorez, R. Zanasi, G. Antonelli, C. Ganseman, J. De Schutter, "Introduction of a Reset Action in Sliding Mode Control of Robots", European Control Conference - ECC'97, Brussels, 1-4 July, 1997, (D).

[41] C. Bonivento, R. Zanasi, "Review of Results of Variable Structure Control for Applications to Mechanical Systems", Workshop on "Modelling and Control of Mechanical Systems", pp. 47-63, London, 17-20 June, 1997, (D).

[39] R. Zanasi, "Sliding Mode Output Regulation of Linear and Nonlinear Systems", COSY Workshop on "Control of Nonlinear and Uncertain Systems", London, 6-8 February 1998, (D).

[38] R. Zanasi, C. Melchiorri, L. Marconi, "Sliding Mode Output Regulation of Nonlinear Nonminimum Phase Systems with Relative Degree One", 6th IEEE Mediterranean Conference on Control and Automation, Alghero, Italy, 8-11 June 1998, (D).

[9] C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", Automatica, vol. 37, no. 4, pp. 535-542, 2001, (B).

[35] C. Bonivento, L. Marconi, R. Zanasi, "On the Output Regulation of Nonlinear Systems by Sliding Mode", 14th IFAC World Congress - IFAC'99, Beijing, China, 5-9 July 1999, ISBN 0-08-043248-4, (D).

9.3  Modellistica di sistemi fisici: Power-Oriented Graphs

[59] R. Zanasi, "Power-Oriented Modeling of Dynamical Systems for Simulation", IMACS Symp. on Modeling and Control of Technological Systems - MCTS'91, vol. 2, pp. 31-35, Lille, France, 7-10 May 1991, (D).

[74] R. Zanasi, K. Salisbury, "Dynamic Modeling, Simulation and Parameter Identification for the WAM Arm", A.I. Memo No. 1387, MIT, Cambridge, USA, Agosto 1992, (G).

[73] R. Zanasi, "A Mathematica Environment for Modeling Robot Dynamics", Technical Report n. DEIS-LAR-08-96, Università di Bologna, Ottobre 1992, (G).

[51] R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modelling Robotic Systems", invited paper for the IMACS/IFAC Second Int. Symposium MIM-S² '93, Special Session on "Intelligent Models in Robotics", Brussels, Belgium, 12-16 Aprile 1993, (D).

[71] R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modeling Electric Motors", Technical Report n. DEIS-LAR-10-96, Università di Bologna, Giugno 1993, (G).

[46] R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs for Modeling Electrical Machines", 8th Mediterranean Electrotechnical Conference - MELECON'96, "Industrial Applications in Power Systems, Computer Science and Telecommunications", pp. 1211-1214, Bari, 13-16 Maggio 1996, (D).

[72] R. Zanasi, "Modeling Time-Varying Dynamic Systems by Using Power-Oriented Graphs", Technical Report n. DEIS-LAR-09-96, Università di Bologna, Gennaio 1993, (G).

[68] R. Zanasi, "Power-Oriented Graphs: Basic Properties", Technical Report n. DEIS-LAR-17-96, Università di Bologna, Maggio 1996, (G).

[48] R. Zanasi, "Dynamics of a n-links Manipulator by Using Power-Oriented Graphs", Symposium on Robot Control - SYROCO'94, pp. 535-542, Capri, 19-21 Settembre 1994, (D).


[44] R. Zanasi, "Robots' Dynamics by Using Power-Oriented Graphs", International Symposium on Industrial Robots, IRIS'96, pp. 593-598, Milano, 6-8 Ottobre 1996, (D).

9.4  Generazione di traiettorie ottime

[69] C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, R. Zanasi , "Discrete Time Implementation of a Nonlinear Trajectory Generator", Technical Report n. DEIS-LAR-03-96, Università di Bologna, Aprile 1996, (G).

[45] C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, R. Zanasi , "Nonlinear Trajectory Generator", IECON'96 - 22nd Annual International Conference on the IEEE Industrial Electronics Society, The Lai Lai Sheraton Hotel, Taipei, Taiwan, Agosto 1996, (D).

[37] R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter For Smooth Trajectory Generation", NOLCOS'98, University of Twente, Enschede, the Netherlands, July 1-3 1998, (D).

[33] R. Zanasi, R. Morselli, "Second Order Smooth Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 1518-1523, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

[28] R. Zanasi, R. Morselli, "Third Order Trajectory Generator Satisfying Velocity, Accelaration and Jerk Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp. 1165-1170, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

[27] R. Morselli, R. Zanasi, "Positioning Trajectory Generator with Nonlinear Constraints", IEEE CCA/CACSD 2002 Conference, Glasgow, Scozia, pp.1177-1182, 18-20 September 2002, ISBN: 0-7803-7387-1, (D).

[25] R. Zanasi, R. Morselli, A. Visconti, "Generation of Acceleration Profiles for Smooth Gear Shift Operations", 28-th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society - IECON'02, Sevilla, Spain, 5-8 November, 2002, ISBN: 0-7803-7474-4, (D).

[10] R. Zanasi, C. Guarino Lo Bianco, A. Tonielli, "Nonlinear Filter for the Generation of Smooth Trajectories", Automatica, vol. 36, pp. 439-448, 2000, (B).

[7] R. Zanasi, R. Morselli, "Discrete Minimum Time Tracking Problem for a Chain of Three Integrators with Bounded Input", Automatica, vol. 39, pp. 1643-1649, 2003, SSN: 0005-1098, (B).

[8] C. Guarino Lo Bianco, R. Zanasi, "Smooth profile generation for a tile printing machine ", IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 50, n. 3, pp. 471-477, June 2003, ISSN 0278-0046 (B).

9.5  Problemi di controllo in ambito "automotive"

[34] R. Zanasi, A. Visconti, G. Sandoni, R. Morselli, "Dynamic Modeling and Control of a Car Transmission System", 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics - AIM '01, Como, vol. 1, pp. 416-421, 9-11 July 2001, ISBN: 0-7803-6737-5, (D).

[32] R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, "Simulation of Variable Dynamic Dimension Systems: the Clutch Example", European Control Conference - ECC'01, Porto, Portugal, pp. 3149-3154, 4-7 September 2001, ISBN: 972-752-047-2, (D).

[31] R. Zanasi, G. Sandoni, A. Visconti "Dynamic Model and Control of a Gearbox System", Mechatronics 2002, Twente, Enschede, Netherlands, June 24-26 2002, (D).

[26] R. Zanasi, R. Morselli, A. Visconti, M. Cavanna, "Head-neck model for the evaluation of passenger's comfort", IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems - IROS'02, Lausanne, Switzerland, pp.1403-1408, September 30 - October 4, 2002, ISBN: 0-7803-7398-7, (D).

[24] R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, "Mechanical and Active Car Differentials: Detailed and Reduced Dynamic Models", Symposium on Mathematical Modelling - MATHMOD 2003, Vienna, Austria, 5-7 February 2003, pp. 1011-1020, ISBN 3-901608-24-9, (D).

[22] A. Bertacchini, R. Morselli, R. Zanasi, P. Pavan, A. Bertoli, "Control Structures and Physical Requirements for Steer-by-Wire Systems", International Congress on Mechatronics - MECH2K3, Graz, Austria, 14-17 luglio, 2003, (D).

[23] R. Morselli, A. Bertacchini, P. Ferrari, P. Pavan, R. Zanasi, "Energetic Approach for Steer-by-Wire in Off-Highway Vehicles", International Conference in Control and Diagnostics in Automotive Applications - CD AUTO'03, Sestri Levante (GE), Italia, 18-20 June, 2003, (D).

[21] R. Zanasi, G. Sandoni, R. Morselli, A. Visconti, F. Baldet, F. Farachi, "Dynamic Models and Control of an AMT Actuator System", International Congress on Mechatronics - MECH2K3, Graz, Austria, 14-17 luglio, 2003, (D).

[19] R. Morselli, R. Zanasi, E. Sereni, E. Bedogni, E. Sedoni, "Modeling and Control of Wet Clutches by Pressure-control Valves", accepted for the IFAC Symposium on Advances in Automotive Control - AAC'04, Salerno, Italia, April 19-23, 2004, (D).


[20] R. Morselli, R. Zanasi, R. Cirsone, E. Sereni, E. Bedogni, E. Sedoni, "Dynamic Modeling and Control of Electro-Hydraulic Wet-Clutches", IEEE 6th International Conference On Intelligent Transportation Systems, Shanghai, China, October 12-15, 2003, ISBN 0-7803-8126-2, (D).

[18] R. Morselli, M. Borsari, R. Zanasi, A. Visconti , "Artificial Sensitivity for Power Steering: the Proactive Safety Steering Control", accepted for the IFAC Symposium on Advances in Automotive Control - AAC'04, Salerno, Italia, April 19-23, 2004, (D).

9.6  Altre tematiche di controllo

[36] G. Marro, R. Zanasi, "New Formulae and Graphics for Compensator Design", IEEE International Conference on Control Applications, Trieste, 1-4 September 1998, ISBN 0-7803-4107-4, (D).

[29] R. Zanasi, G. Sandoni, "Electronic Control of a Multi-Phase Lighting System", 15th IFAC World Congress, Barcelona, Spain, July 21-26, 2002, (D).

[30] R. Zanasi, G. Sandoni, "Modeling and Electronic Control of a Lighting System", IEEE-ISIE'2002, L'Aquila, Italy, July 8-11 2002, (D).

[61] R. Zanasi, L. Diacci, "Celle di Carico ad Estensimetri Elettrici: i Vantaggi di una Soluzione Digitale", Automazine e Strumentazione, anno LI, n. 9, pp. 59-63, Ottobre 2003, (E).

[1] R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici - Compiti d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna 1999, (A).


[3] C. Bonivento, C. Melchiorri, A. Tonielli, R. Zanasi, " Controllo dei processi: schemi di lezione ed esercizi", Pitagora, Bologna, Gennaio 1996, (A).


[4] C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, " Sistemi di Controllo Digitale", Esculapio Editore, Collana: Progetto Leonardo, Bologna, Dicembre 1995 (ristampa), (A).


[64] C. Bonivento, C. Melchiorri, R. Zanasi, "Configurazioni e Dispositivi di Ingegnerizzazione dei Regolatori PID Digitali", " Automazione e Strumentazione", pp. 103-110, Gennaio 1996, (E).


[67] R. Zanasi, "Esercizi e Test di Controlli Automatici", Technical Report n. DEIS-LAR-11-96, Università di Bologna, Maggio 1996, (G).

Modena, 7 Novembre 2003                                                In fede,

                                                                                       Zanasi Roberto