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ENGLISH
05-06-2025 - System Analysis - Variables of a system [EN]-[IT]
With this post I would like to give a brief instruction regarding the topic mentioned in the subject
(code notes: X_92)
image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot
The variables
Let's now try to describe the concept of a system variable. We can say the following. During the evolution of the system, the value of some quantities varies over time and for this reason these quantities are indicated as variables. Ultimately, these variable quantities are what are called variables of a system.
Classification of variables
image created with artificial intelligence, the software used is napkin.ai
input variables
The quantities capable of characterizing the intervention actions are indicated as input variables.
state variables
The quantities capable of characterizing the state of a system are indicated as state variables.
On system variables, we can say that the input variables input or subtract different forms of energy to the system to be controlled. Instead, the state variables represent the different forms of energy accumulated by the system. Pay attention to what the output variables are, in theory the output variables only represent information.
Disturbances
A system is sometimes not determined only by its variables, the evolution of a system can also be due to unintentional events, therefore random or non-predetermined events. Now, if these events are able to cause an evolution of the system in a significant way, they must be considered, they cannot be considered insignificant, we could lose control or the state of the system. These events are defined as disturbances. It must always be taken into account that these disturbances are able to introduce or subtract energy from the system.
For example, a variable that acts as a disturbance in the context of the problem of controlling the attitude of a vehicle is the wind speed
Command variable
The variable output from the controller block is called a control or command variable. In the context of modeling and analysis of control systems, the variable output from the controller is called a control variable and this signal is generated by the controller and sent to the system to influence its behavior. This variable will help the system to evolve to go towards the desired state.
To clarify the concept I summarize that the command variables are the variables output by the controller.
controlled variables
Controlled variables are the variables that come out of the system, when considering the effect of control
Controlled variables are those quantities that the control system tries to regulate so that they reach a desired value
The variables of a controlled system
image created with artificial intelligence, the software used is napkin.ai
In a controlled system, variables are divided into three main categories:
-Input variables which are the quantities that act on the system and influence its evolution.
-State variables which describe the internal state of the system at a given moment and determine its future evolution.
-Output variables which are the measurable quantities that describe the system's response to the control and applied inputs.
Conclusions
The variables of a system can be of two categories:
-Variables of a system to be controlled (input, output, state and disturbances);
-Variables of a controlled system (control, command, forcing, controlled, measured);
Question
Did you know that one of the most influential scholars in the analysis of the variables of a system is the Italian Alessandro Giua? Did you know that he obtained his Ph.D. in Computer and Systems Engineering at the Rensselaer Polytechnic Institute in Troy and that he has held academic roles in several international universities, including Aix-Marseille University in France and Xidian University in China?
ITALIAN
05-06-2025 - Analisi dei sistemi - Variabili di un sistema [EN]-[IT]
Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(code notes: X_92)
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot
Le variabili
Proviamo ora a descrivere il concetto di una variabile di sistema. Possiamo dire quanto segue. Durante l’evoluzione del sistema, il valore di alcune grandezze varia nel tempo e per questo motivo tale grandezze vengono indicate come variabili. In definitiva, queste grandezze variabili sono quelle che vengono chiamate variabili di un sistema.
Classificazione delle variabili
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è napkin.ai
variabili di ingresso
Le grandezze in grado di caratterizzare le azioni di intervento sono indicate come variabili di ingresso.
variabili di stato
Le grandezze in grado di caratterizzare lo stato di un sistema sono indicate come variabili di stato.
Sulle variabili di sistema, possiamo dire che le variabili di ingresso immettono o sottraggono differenti forme di energia al sistema da controllare. Invece, le variabili di stato rappresentano le diverse forme di energia accumulate dal sistema. Attenzione a quelle che sono le variabili di uscita, in teoria le variabili di uscita rappresentano solo delle informazioni.
Disturbi
Un sistema a volte, non è determinato solo dalle sue variabili, l'evoluzione di un sistema può essere dovuta anche ad eventi non intenzionali, quindi eventi casuali o non predeterminati. Ora, se questi eventi sono in grado di provocare un’evoluzione del sistema in maniera significativa, devono essere considerati, non possono essere ritenuti insignificanti, potremmo perdere il controllo o lo stato del sistema. Questi eventi vengono definiti come disturbi. Bisogna sempre tenere conto che questi disturbi sono in grado di immettere o sottrarre energia al sistema.
Ad esempio una variabile che agisce come disturbo nel contesto del problema del controllo dell'assetto di un veicolo è la velocità del vento
Variabile di comando
La variabile in uscita dal blocco del controllore si chiama variabile di controllo o di comando. Nel contesto della modellistica e analisi dei sistemi di controllo, la variabile in uscita dal controllore è chiamata variabile di controllo e questo segnale viene generato dal controllore e inviato al sistema per influenzarne il comportamento. Questa variabile aiuterà il sistema ad evolversi per andare verso lo stato desiderato.
Per chiarire il concetto sintetizzo che le variabili di comando sono le variabili in uscita dal controllore.
variabili controllate
Le variabili controllate sono le variabili in uscita dal sistema, quando si consideri l'effetto del controllo
Le variabili controllate sono quelle grandezze che il sistema di controllo cerca di regolare affinché raggiungano un valore desiderato
Le variabili di un sistema controllato
immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è napkin.ai
In un sistema controllato le variabili si suddividono in tre categorie principali:
-Variabili di ingresso che sono le grandezze che agiscono sul sistema e influenzano la sua evoluzione.
-Variabili di stato che descrivono lo stato interno del sistema in un determinato istante e determinano la sua evoluzione futura.
-Variabili di uscita che sono le grandezze misurabili che descrivono la risposta del sistema al controllo e agli ingressi applicati.
Conclusioni
Le variabili di un sistema posso essere di due categorie:
-Variabili di un sistema da controllare (ingresso, uscita, stato e disturbi);
-Variabili di un sistema controllato (controllo, comando, forzamento, controllata, misurata);
Domanda
Lo sapevate che uno degli studiosi più influenti nell'analisi delle variabili di un sistema è l'italiano Alessandro Giua? Sapevate che egli ha conseguito il Ph.D. in Computer and Systems Engineering presso il Rensselaer Polytechnic Institute di Troy e che ha ricoperto ruoli accademici in diverse università internazionali, tra cui Aix-Marseille University in Francia e Xidian University in Cina?
THE END