Anno Accademico 2019/2020
- Docente: Maria Elisabetta Penati
- Crediti formativi: 6
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Ingegneria gestionale (cod. 0925)
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 e valutazione 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