97969 - LABORATORIO DI CONTROLLI E ATTUATORI P-IM

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del laboratorio lo studente ha acquisito strumenti di simulazione numerica e sa come applicarli allo studio di semplici sistemi dinamici, con particolare enfasi verso motori a corrente continua. Ha inoltre sperimentato su motori a corrente continua lo sviluppo di semplici controlli in retroazione in presenza di riferimenti e carichi variabili.

Contenuti

• Simulazione di sistemi di controllo in anello aperto ed in anello chiuso.

• Simulazione di sistemi elettrici e sistemi meccanici dotati di moto di traslazione e di moto rotatorio. Simulazione di servomotori in c.c.

• Analisi nel dominio della frequenza. Problema delle condizioni iniziali. La risposta forzata e la funzione di trasferimento. Passaggio dallo spazio degli stati alla funzione di trasferimento.

• Simulazione di sistemi di primo e secondo ordine. Risposte dei sistemi di ordine superiore e criteri di dominanza.

• Analisi dei diagramma di Bode e diagrammi di Nyquist al calcolatore.

• Simulazione dei disturbi nei sistemi in anello aperto ed in quelli in anello chiuso. Funzioni sensibilità e sensibilità complementare. Effetto dei disturbi in relazione al punto di ingresso nell'anello di controllo. Sensibilità parametrica nel ramo diretto e nel ramo di retroazione.

• Analsisi e sintesi al calcolatore tramite luogo delle radici, luogo delle radici complementare e contorno delle radici.

• Sintesi al calcolatore nel dominio dei tempi e nel dominio delle frequenze. Soddisfacimento specifiche statiche e principio del modello interno.

• Progetto, simulazionee sperimentazione su motori in c.c. di reti correttrici: ritardatrice, anticipatrice. Formule di inversione.

• Simulazione e sperimentazione su motori in c.c. del regolatore PID e utilizzo del metodo di taratura di Ziegler-Nichols.

• Simulazione e sperimentazione su motori in c.c. di sistemi di controllo in cascata, pre-filtraggio segnale di riferimento, schemi di controllo Feedforward/Feedback, desaturazione dell'azione integrale.

• Esempi di progetto al calcolatore per modelli lineari e non lineari tramite linearizzazione.

• Convertitori di potenza: Convertitori elettronici di potenza, Regolatori ad isteresi
• Macchina in corrente continua: Modello Matlab-Simulink. Schema di controllo della macchina in corrente continua.
• Macchina Sincrona: Modello Matlab-Simulink. Schema di controllo ad isteresi della macchina sincrona.
• Dimensionamento dell’azionamento: Analisi di cataloghi e dei dati di targa dei motori elettrici. Criteri di scelta dei motori in funzione delle caratteristiche del carico meccanico.
• Macchina Asincrona: Analisi del funzionamento della macchina asincrona in ambiente Matlab-Simulink.

Testi/Bibliografia

• G. Marro. Controlli Automatici. Zanichelli Ed. Bologna

• P.Bolzern, R.Scattolini, N.Schiavoni. "Fondamenti di Controlli Automatici", McGraw Hill 2004

• R. Carloni, C. Melchiorri, G. Palli, "Esercizi di Controlli Automatici e Teoria dei Sistemi", Progetto Leonardo, Bologna

• R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici. Testi d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna

• B. Brunelli: Conversione elettrica ed elettromeccanica dell'energia, Pitagora, Bologna

• A. E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko: Macchine elettriche. Franco Angeli

• M. Rashid, "Elettronica di potenza. Vol.1, dispositivi e circuiti", Pearson-Prentice Hall, 2007, 3a edizione

• N. Mohan, T. Undeland, W. Robbons, "Elettronica di potenza: convertitori e applicazioni", Hoepli, 2005, 3a edizione

• Dispense e altro materiale forniti dal docente

Metodi didattici

Durante il corrso verranno svolte esercitazioni in aula sia basate su simulazione che su semplici apparati sperimentali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica finale consiste nella presentazione delle attività di simulazione e sperimentali sviluppate durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

• Materiale didattico fornito dal docente
• Software di simulazione
• Piattaforme sperimentali

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gianluca Palli

Consulta il sito web di Giacomo Sala