- Docente: Lorenzo Marconi
- Crediti formativi: 6
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Lorenzo Marconi (Modulo 1) Giacomo Sala (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
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Corso:
Laurea in
Meccatronica (cod. 5818)
Valido anche per Laurea in Meccatronica (cod. 6009)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 21/09/2023 al 14/12/2023
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Orario delle lezioni (Modulo 2)
dal 19/09/2023 al 19/12/2023
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
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Simulazione di sistemi di controllo in anello aperto ed in anello chiuso.
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Simulazione di sistemi elettrici e sistemi meccanici dotati di moto di traslazione e di moto rotatorio. Simulazione di servomotori in c.c.
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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.
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Simulazione di sistemi di primo e secondo ordine. Risposte dei sistemi di ordine superiore e criteri di dominanza.
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Analisi dei diagramma di Bode e diagrammi di Nyquist al calcolatore.
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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.
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Analsisi e sintesi al calcolatore tramite luogo delle radici, luogo delle radici complementare e contorno delle radici.
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Sintesi al calcolatore nel dominio dei tempi e nel dominio delle frequenze. Soddisfacimento specifiche statiche e principio del modello interno.
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Progetto, simulazionee sperimentazione su motori in c.c. di reti correttrici: ritardatrice, anticipatrice. Formule di inversione.
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Simulazione e sperimentazione su motori in c.c. del regolatore PID e utilizzo del metodo di taratura di Ziegler-Nichols.
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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.
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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
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G. Marro. Controlli Automatici. Zanichelli Ed. Bologna
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P.Bolzern, R.Scattolini, N.Schiavoni. "Fondamenti di Controlli Automatici", McGraw Hill 2004
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R. Carloni, C. Melchiorri, G. Palli, "Esercizi di Controlli Automatici e Teoria dei Sistemi", Progetto Leonardo, Bologna
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R. Zanasi, "Esercizi di Controlli Automatici. Testi d'esame svolti", Esculapio, Progetto Leonardo, Bologna
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B. Brunelli: Conversione elettrica ed elettromeccanica dell'energia, Pitagora, Bologna
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A. E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko: Macchine elettriche. Franco Angeli
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M. Rashid, "Elettronica di potenza. Vol.1, dispositivi e circuiti", Pearson-Prentice Hall, 2007, 3a edizione
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N. Mohan, T. Undeland, W. Robbons, "Elettronica di potenza: convertitori e applicazioni", Hoepli, 2005, 3a edizione
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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 Lorenzo Marconi
Consulta il sito web di Giacomo Sala