• calorimetria indiretta
• camera metabolica
• controllo PID
• controllo predittivo basato su modello (MPC)
• Filtro di Kalman Esteso (EKF)
• metabolismo energetico
• modello dinamico
• Smoother di Rauch-Tung-Striebel (RTS)
• stima dello stato

La tesi affronta la valutazione del metabolismo energetico tramite calorimetria indiretta in camera metabolica, dove il consumo di O₂ e la produzione di CO₂ non sono misurabili direttamente. Si sviluppa un modello dinamico a sette stati, fondato sui bilanci di massa dei gas in camera, che descrive l’evoluzione delle concentrazioni in presenza di ingressi, uscite e disturbi. Su tale modello vengono progettati e validati algoritmi di stima, Filtro di Kalman Esteso (EKF) e smoother di Rauch-Tung-Striebel (RTS), con l’obiettivo di ricostruire i segnali metabolici a partire da misure rumorose. In parallelo, il lavoro affronta il controllo del flusso d’aria per garantire condizioni sperimentali stabili, confrontando un regolatore PID, che rappresenta il metodo standard in questo contesto, con un Model Predictive Control (MPC), introdotto come soluzione innovativa nello stesso ambito. L’MPC gestisce vincoli operativi sulla portata e include un vincolo sulla velocità di variazione del tasso metabolico, per evitare transizioni troppo rapide. L’efficacia delle soluzioni proposte è verificata tramite simulazioni su dati sintetici e su dati sperimentali provenienti dalla camera metabolica di Cisanello, mostrando stime più robuste e una migliore gestione dei vincoli operativi.