B0820 - LABORATORIO DI CONTROLLI E ATTUATORI P-LU

Conoscenze e abilità da conseguire

Attraverso esperienze laboratoriali lo studente apprende le nozioni di base legate all'ambito di elettrotecnica industriale, quali i sistemi monofase e trifase, i sistemi di protezione di bassa tensione, i fondamenti di sicurezza elettrica. completeranno l'apprendimento delle suddette tematiche. Acquisirà inoltre familiarità nella gestione dei circuiti per il condizionamento del segnale e l'acquisizione A/D nella catena di misura; l’architettura, i parametri metrologici e le principali modalità operative del multimetro digitale; gli elementi di base della sensoristica e delle relative applicazioni industriali. È anche in grado di programmare, in ambienti software commerciali, il controllo remoto sia di singoli strumenti, sia di banchi automatici di misura. Lo studente acquisisce inoltre competenze sull'utilizzo di strumentazione di misura (multimetro, oscilloscopio, sistemi automatizzati) e software di simulazione circuitale.

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.
• Analisi di un azionamento elettrico: Simulazione Matlab-Simulink di un azionamento elettrico completo con motore in corrente continua. Caso studio di un banco prova con motore in corrente continua e generatore brushless.
• 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.

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 corso 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 e svolte durante la prova d'esame.

Strumenti a supporto della didattica

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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giacomo Sala

Consulta il sito web di Dario Mengoli