In ingegneria, un sistema è un’astrazione fondamentale che descrive un insieme di elementi (fisici, biologici o informatici) organizzati e interconnessi per assolvere a un compito specifico. Un sistema interagisce con l’ambiente esterno ricevendo stimoli (ingressi) e producendo risposte (uscite).
In ingegneria dell’automazione si studiano i sistemi dinamici, caratterizzati da un’evoluzione temporale del proprio stato interno. Matematicamente, un sistema dinamico lineare e tempo-invariante (LTI) è spesso descritto tramite:
- Equazioni di stato: che descrivono come cambiano le variabili interne.
- Funzione di trasferimento: che lega l’uscita all’ingresso nel dominio di Laplace.
Concetti chiave legati al sistema:
- Confine del sistema: la frontiera che separa ciò che è interno (sotto il nostro controllo) dall’ambiente esterno.
- Feedback (Retroazione): la capacità del sistema di utilizzare l’uscita per modificare l’ingresso, tipica dei sistemi di controllo automatico (es. termostato).
- Stabilità: l’attitudine del sistema a tornare in equilibrio a seguito di una perturbazione.
L’approccio sistemico permette all’ingegnere di gestire la complessità di apparati enormi (come una rete elettrica nazionale o uno spazioplano) analizzando le interazioni tra i singoli sottosistemi piuttosto che i dettagli atomici di ogni componente.