PRESENTAZIONE

L’uso di metodologie numeriche per la soluzione di problemi la cui soluzione analitica non è nota è di fondamentale importanza non solo nell'ambito dell'ingegneria. Un obiettivo di particolare interesse nell'ambito dell'ingegneria navale è la simulazione numerica di sistemi dinamici. Il modulo intende fornire allo studente conoscenze sui metodi numerici per la soluzione di problemi di Ingegneria Navale, con particolare riguardo alla soluzione di sistemi di equazioni non lineari, sistemi dinamici, data fitting e ottimizzazione.

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire agli studenti una conoscenza dei concetti basilari del calcolo numerico (errore, tempo di calcolo), una panoramica di alcuni metodi numerici classici di risoluzione per problemi matematici di interesse per le applicazioni ed esempi di implementazione al calcolatore.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà:

1. Conoscere e implementare in Matlab i metodi numerici visti a lezione
2. analizzare la stabilità di un sistema dinamico in retroazione;
3. progettare e simulare un regolatore per sistemi dinamici in anello chiuso.

Modalità didattiche

Lezioni teoriche ed esercitazioni per un numero complessivo di circa ore 40. Esercitazioni guidate con Matlab e Simulink per approfondimenti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

I contenuti del corso si possono riassumere nei seguenti punti: 1) metodi numerici per la risoluzione di equazioni e sistemi non lineari; 2) interpolazione polinomiale, data fitting, metodo dei minimi quadrati; 3) risoluzione numerica di equazioni differenziali ordinarie; 4) metodi numerici per ottimizzazione vincolata e non vincolata; 5) osservatori dello stato per sistemi dinamici; 6) retroazione sull’uscita mediante osservatori dello stato; 7) metodo di Lyapunov per l’analisi di stabilità.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

H.K. Khalil Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ.

T.I. Fossen, Guidance and Control of Ocean Vehicles, Wiley, Chichester, NY.

Quarteroni, F. Saleri, Introduzione al Calcolo Scientifico, Sprinter-Verlag 2006;

S. Chapra, R. Canale, Numerical methods for Engineers, McGraw-Hill, 2018

Modalità didattiche

Lezioni teoriche ed esercitazioni per un numero complessivo di circa ore 40. Esercitazioni guidate con Matlab e Simulink per approfondimenti.

INIZIO LEZIONI

Come da Calendario didattico