49493 - LABORATORIO DI MODELLISTICA E SIMULAZIONE L-A

Conoscenze e abilità da conseguire

Obiettivo del corso è la comprensione dei metodi per la costruzione di modelli matematici dinamici di sistemi fisici. In particolare vengono trattati l'approccio nello spazio degli stati e quello energetico, prendendo in considerazione diversi domini fisici: elettrico, meccanico, elettromeccanico, elettromagnetico, idraulico, pneumatico, termico. Vengono brevemente trattate anche le principali tecniche di integrazione numerica delle equazioni differenziali che sono alla base della simulazione al calcolatore di sistemi dinamici. Un ulteriore obiettivo consiste nella conoscenza di pacchetti applicativi per la soluzione di casi di studio relativi alla simulazione di sistemi fisici.

Contenuti

Concetti di sistema e modello. Evoluzione dei modelli nella scienza e nella tecnologia. Modelli matematici come approssimazione della realtà: concetto di modello competente. Simulazione. Modellistica e identificazione. Tipologie di modelli. I modelli nello spazio degli stati. Il caso lineare e stazionario. Stati di equilibrio. Stabilità interna ed esterna. Il criterio di Lyapunov. Linearizzazione di modelli non lineari. Determinazione di modelli nello spazio degli stati di sistemi elettrici, elettronici, meccanici, idraulici, termici, elettromeccanici, elettromagnetici. Validazione dei modelli: analisi dimensionale. Cambiamenti di scala. Un approccio unificante nella modellistica dei sistemi dinamici: variabili di tipo sforzo e di tipo flusso, resistenze, inerzie, capacità. Momenti e spostamenti generalizzati. Energia e potenza. Concetto di porta di energia (potenza). I grafi di legame. Elementi di tipo R,I,C,SE,SF,TF,GY, giunzioni di tipo 0 e 1. Modellistica di sistemi fisici attraverso i grafi di legame. Soluzione numerica delle equazioni differenziali. Metodi di Eulero. Metodi Runge-Kutta espliciti ed impliciti. Metodi predictor-corrector.
Esercitazioni.
Le esercitazioni costituiscono la maggior parte del corso e riguardano essenzialmente la determinazione di modelli matematici dei sistemi fisici di interesse per l'ingegenere dell'automazione al fine dell'analisi del loro comportamento anche per mezzo della simulazione al calcolatore utilizzando il software MATLAB/Simulink.

Testi/Bibliografia

Appunti forniti dal docente.

Metodi didattici

Lezioni tradizionali in aula e in laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prove scritta ed orale. La prova orale comprende la discussione di un elaborato svolto dallo studente.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna luminosa, PC.

Sito WEB del corso all'indirizzo: http://sting.deis.unibo.it/sting/Members/diversi/Modellistica.htm

Link ad altre eventuali informazioni

http://sting.deis.unibo.it/sting/Members/diversi/Modellistica.htm