- Docente: Alessandro Macchelli
- Crediti formativi: 9
- SSD: ING-INF/04
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Moduli: Alessandro Macchelli (Modulo 1) Alessandro Macchelli (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Automation engineering / ingegneria dell’automazione (cod. 8891)
Conoscenze e abilità da conseguire
By taking inspiration from real world problems in automation that are not strictly related to the automatic machine scenario, the course aims at illustrating the main principles and methodologies for the integrated development of a mechatronic system, starting from its modelling and simulation, towards the implementation of proper control laws, that can be verified on the simulative model. Such general principles are then examined in deep and with a more applicative and control-oriented perspective, thanks to one or more projects that students have to develop under the instructor supervision. Lab activities on real setups characterize this course. At the end of the course the students will master lab tools for programming control system units and have a deep understanding of issues regarding implementation of real time control systems.
Contenuti
Il corso vuole fornire un framework generale e un insieme di strumenti e metodologie per la progettazione di sistemi meccatronici. Gli argomenti "teorici" principali possono essere riassunti come segue:
- Modellazione di sistemi dinamici,
- Simulazione numerica,
- Tecniche di ottimizzazione mono- e multi-obbiettivo.
Oltre agli esempi discussi durante le lezioni frontali, saranno proposti alcuni progetti obbligatori, per permettere agli studenti di applicare su casi di studio presi dalla realtà industriale le tecniche apprese durante il corso.
In breve, per ogni macro-argomento, gli argomenti principali possono essere riassunti come segue:
Modellazione di sistemi dinamici
- Sistemi multi-port e bond graph
- Modellazione dei componenti di base
- Modellazione nei diversi domini energetici
- Campi di multi-port e giunzioni
- Tecniche di modellazione avanzata
Simulazione numerica
- Analisi della causalità
- Introduzione a Matlab Simscape
- Il linguaggio di modellazione Simscape
- Sviluppo di una simulazione in diversi domini energetici
Tecniche di ottimizzazione mono- e multi-obbiettivo
- Teoria di base, con esempi
- System design tramite procedure di ottimizzazione
Testi/Bibliografia
System Dynamics: Modeling, Simulation, and Control of Mechatronic Systems
D.C. Karnopp, D.L. Margolis, R.C. Rosenberg
John Wiley & Sons, 2012
Mechatronic Systems: Fundamentals
R. Isermann
Springer-Verlag London, 2005
ISBN 978-1-85233-930-2
Mechatronics by Bond Graphs: An Object Oriented Approach to Modelling and Simulation
V. Damic, J. Montgomery
Springer Science & Business Media, 2015
ISBN 978-3-662-49002-0
Multiobjective Optimization: Principles and Case Studies
Y. Collette, P. Siarry
Springer Science & Business Media, 2004
ISBN 978-3-540-40182-7
Matlab & Simulink Documentation
(di diversi toolbox/package)
Metodi didattici
Il corso è organizzato in cui moduli principali. Il primo (6CFU) ha lo scopo di fornire la teoria di base e le principali metodologie, le quali saranno poi applicate durante il secondo modulo (3CFU) su esempi concreti di interesse pratico, in attività simulative e di laboratorio.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale in cui viene verificato l'apprendimento della parte teorica illustrata nella prima parte del corso, e nella quale viene discusso il progetto sviluppato nella seconda parte.
Entrambe le parti possono essere sostenute ed il risultato verbalizzato a partire dalla sessione di esami estiva, mentre la prima parte orale può essere sostenuta, se lo si desidera, nella sessione invernale.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Alessandro Macchelli