28630 - CONTROLLI AUTOMATICI T-A (A-K)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire gli strumenti di base metodologici-operativi per l'uso dei modelli matematici nel controllo automatico di sistemi e impianti.

Contenuti

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare gli elementi di base di algebra, analisi matematica e fisica.Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando gli esami del primo anno del corso di laurea.Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito (sono comunque forniti riferimenti bibliografici a edizioni internazionali di testi in lingua inglese.

Gli argomenti del corso sono i seguenti:

1 Generalità:

– Cenni storici. Che cos'è l'automazione

– Concetti di manipolazione materiale e manipolazione simbolica

– I sistemi automatici di controllo: il controllo in catena aperta ed il controllo in retroazione

– Esempi di sistemi automatici di controllo: asservimenti di posizione, velocità, livello e temperatura.

2 Modelli matematici:

– Il problema dell'identificazione

– Tecniche di identificazione parametrica

– Equazioni (e sistemi di equazioni) differenziali; trasformate ed antitrasformate di Laplace

– Funzione di trasferimento e funzione di risposta impulsiva

– Modelli matematici dei sistemi lineari e stazionari di tipo ingresso-uscita e di tipo ingresso-stato-uscita.

– Sistemi a poli prevalenti

3 Analisi nel dominio dei tempi:

– Stabilità: criteri di Lyapunov e di Routh

– Errori a regime

– Insensibilità ai disturbi ed alle variazioni dei parametri

– Parametri della risposta ad un ingresso a gradino.

4 Sintesi nel dominio dei tempi:

– Luogo delle radici; esempi

– Regolatori standard; progetto analitico

5 La funzione di risposta armonica:

– Definizione; legame con la funzione di risposta impulsiva

Rappresentazioni: diagrammi polari, diagrammi di Bode. Esempi.

6 Analisi armonica:

– Il criterio di stabilità di Nyquist per la stabilità dei sistemi in retroazione

– I margini di ampiezza e di fase per l'analisi del comportamento dinamico

– picco di risonanza e larghezza di banda.

7 Sintesi nel dominio delle frequenze:

– Reti correttrici: progetto analitico

8 Componenti dei sistemi di controllo:

– Motori elettrici in c.c. a collettore con eccitazione indipendente e in serie

- Trasduttori di posizione, velocità, portata e temperatura

Testi/Bibliografia

M.E. Penati, S. Simonini: Introduzione allo studio dei sistemi di controllo. Teoria, esercizi svolti e temi di esame. Esculapio, Bologna, 2017

Metodi didattici

Lezioni frontali in cui si trattano in maniera esauriente gli argomenti oggetto del corso.Esercitazioni svolte in aula volte all'approfondimento e all'applicazione delle parti teoriche cui si riferiscono.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale. L'obiettivo delle prove/esame è accertare l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di un'ora e trenta minuti senza l'aiuto di appunti, libri, o qualsivoglia materiale o strumento mediatico.La prova scritta consiste di due parti: dieci quesiti teorici a risposta multipla e un problema articolato in vari sottoproblemi a carattere nuerico/applicativo. Il superamento dell'esame si ha quando entrambe le parti sono superate (punteggio minimo 18/30). L'ammissione all'esame finale non è soggetta a condizioni.Il superamento dell’esame è atteso per gli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti illustrati nell’insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Cenni a strumenti per la progettazione assistita da calcolatore

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maria Elisabetta Penati