DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI MECCANICI
PRESENTAZIONE
Il corso fornisce le basi per lo studio della dinamica di sistemi meccanici con ipotesi di linearità e della sintesi di sistemi di controllo.
OBIETTIVI E CONTENUTI
OBIETTIVI FORMATIVI
Fornire gli strumenti per lo studio della dinamica dei sistemi meccanici a modelli lineari, a singolo ingresso ed uscita, introducendo il concetto di sistema in ciclo aperto e chiuso, i criteri per la valutazione dei servosistemi e per il loro controllo. Presentare i fondamenti sui sistemi di automazione analogici, digitali e misti.
OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO
L’insegnamento si propone di fornire allo studente le nozioni di base della teoria dei sistemi lineari, con riferimento ai sistemo a singolo ingresso ed uscita (SISO), sia attraverso l’analisi nel dominio del tempo sia nel dominio delle frequenze (tramite la trasformata di Laplace). Si introduce il concetto di sistema in ciclo aperto e chiuso (anello di controllo), e si svolgono applicazioni ed esempi in particolare su sistemi meccanici e meccatronici.
Al termine dell’insegnamento, l’allievo dovrà essere in grado di:
- sviluppare il modello di un sistema dinamico meccanico/meccatronico in ciclo aperto utilizzando la teoria dei sistemi lineari
- scegliere una rete di correzione adeguata all’applicazione in base a requisiti di precisione, prontezza e stabilità
- scegliere un controllore commerciale adeguato all’implementazione della rete di controllo individuata
Modalità didattiche
Lezioni in aula con parti teoriche, esempi ed esercizi. Gli studenti potranno approfondire autonomamente gli esercizi con l’uso di MatLab.
PROGRAMMA/CONTENUTO
Introduzione generale del corso e presentazione concetto di retroazione (ciclo aperto/ciclo chiuso)
Sistemi lineari: equazioni differenziali, risposta libera, risposta forzata in transitorio e a regime
Trasformata di Laplace
Numeri complessi, rapporti di polinomi a coefficienti reali e loro scomposizione
Funzione di trasferta, poli, zeri e stabilità
Risposta in frequenza
Diagramma di Bode e suo tracciamento asintotico
Funzione di trasferta in ciclo chiuso
Stabilità dei sistemi in ciclo chiuso
Margine di fase e margine di Guadagno
Errori a regime e tipo del sistema
Specifiche per sistemi controllati
Tipi di regolatori
Metodo del luogo delle radici
Cenni su reti logiche, PLC e controllo assi
TESTI/BIBLIOGRAFIA
Sono disponibili si Aulaweb le dispense del corso
Appunti presi a lezione (importante prenderli con accuratezza)
Per eventuali approfondimenti: Control Engineering – an introductory course –
J. Wilkie, M. Johnson, R. Katebi; Palgrave, 2002, ISBN 0-333-77129-X
DOCENTI E COMMISSIONI
Ricevimento: Su appuntamento, da richiedere via email (luca.bruzzone@unige.it).
Commissione d'esame
LUCA BRUZZONE (Presidente)
PAOLO SILVESTRI
MATTEO VEROTTI
PIETRO FANGHELLA (Presidente Supplente)
LEZIONI
Modalità didattiche
Lezioni in aula con parti teoriche, esempi ed esercizi. Gli studenti potranno approfondire autonomamente gli esercizi con l’uso di MatLab.
INIZIO LEZIONI
Come da calendario di Ingegneria
ESAMI
Modalità d'esame
Esame scritto
- esercizio relativo alla dinamica e controllo dei sistemi meccanici
- domande teoriche con risposta aperta
- su Aulaweb sono disponibili esempi di esami scritti
Modalità di accertamento
L’esame scritto richiede l’analisi di un sistema caratterizzato da una funzione di trasferta data; di tale sistema si deve sviluppare l’analisi del comportamento in ciclo aperto, e quindi sulla base dei requisiti di stabilità, prontezza e precisione si individua una rete di correzione adeguata, utilizzando gli strumenti matematici presentati nel corso. Le domande risposta aperta permettono di verificare la conoscenza delle nozioni e capacità operative accessorie alla teoria dei sistemi lineari che permettono di passare dalla formulazione matematica all’implementazione ingegneristica del sistema di controllo.
Calendario appelli
Data | Ora | Luogo | Tipologia | Note |
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30/03/2021 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
08/06/2021 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
11/06/2021 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
13/07/2021 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
16/07/2021 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
07/09/2021 | 09:00 | GENOVA | Scritto | |
10/09/2021 | 09:00 | GENOVA | Orale |