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DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI MECCANICI

CODICE 65986
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 3° anno di 8784 INGEGNERIA MECCANICA (L-9) - LA SPEZIA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/13
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • LA SPEZIA
  • PERIODO 1° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il corso fornisce le basi per lo studio della dinamica di sistemi meccanici con ipotesi di linearità e della sintesi di sistemi di controllo.

     

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Fornire gli strumenti per lo studio della dinamica dei sistemi meccanici a modelli lineari, a singolo ingresso ed uscita, introducendo il concetto di sistema in ciclo aperto e chiuso, i criteri per la valutazione dei servosistemi e per il loro controllo. Presentare i fondamenti sui sistemi di automazione a logica binaria.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    L’insegnamento si propone di fornire allo studente le nozioni di base della teoria dei sistemi lineari, con riferimento ai sistemo a singolo ingresso ed uscita (SISO), sia attraverso l’analisi nel dominio del tempo sia nel dominio delle frequenze (tramite la trasformata di Laplace). Si introduce il concetto di sistema in ciclo aperto e chiuso (anello di controllo), e si svolgono applicazioni ed esempi in particolare su sistemi meccanici e meccatronici.

    Al termine dell’insegnamento, l’allievo dovrà essere in grado di:

    • sviluppare il modello di un sistema dinamico meccanico/meccatronico in ciclo aperto utilizzando la teoria dei sistemi lineari
    • scegliere una rete di correzione adeguata all’applicazione in base a requisiti di precisione, prontezza e stabilità
    • scegliere un controllore commerciale adeguato all’implementazione della rete di controllo individuata

    MODALITA' DIDATTICHE

    Lezioni in aula con parti teoriche, esempi ed esercizi. Gli studenti potranno approfondire autonomamente gli esercizi con l’uso di MatLab.

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Introduzione generale del corso e presentazione concetto di retroazione (ciclo aperto/ciclo chiuso)

    Sistemi lineari: equazioni differenziali, risposta libera, risposta forzata in transitorio e a regime

    Trasformata di Laplace

    Numeri complessi, rapporti di polinomi a coefficienti reali e loro scomposizione

    Funzione di trasferta, poli, zeri e stabilità

    Risposta in frequenza

    Diagramma di Bode e suo tracciamento asintotico

    Funzione di trasferta in ciclo chiuso

    Stabilità dei sistemi in ciclo chiuso

    Margine di fase e margine di Guadagno

    Errori a regime e tipo del sistema

    Specifiche per sistemi controllati

    Tipi di regolatori

    Metodo del luogo delle radici

    Cenni su reti logiche, PLC e controllo assi

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Sono disponibili su Aulaweb le dispense del corso.

    Appunti presi a lezione (importante prenderli con accuratezza).

    Per eventuali approfondimenti: Control Engineering – an introductory course –
    J. Wilkie, M. Johnson, R. Katebi; Palgrave, 2002, ISBN 0-333-77129-X.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    LUCA BRUZZONE (Presidente)

    MARIO BAGGETTA

    PAOLO SILVESTRI

    MATTEO VEROTTI

    PIETRO FANGHELLA (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Esame scritto ed esame orale.

    Esame scritto: esercizio relativo alla dinamica e controllo dei sistemi meccanici; su Aulaweb sono disponibili esempi di esami scritti.

    Esame orale con domande teoriche.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L’esame scritto richiede l’analisi di un sistema caratterizzato da una funzione di trasferta data; di tale sistema si deve sviluppare l’analisi del comportamento in ciclo aperto, e quindi sulla base dei requisiti di stabilità, prontezza e precisione si individua una rete di correzione adeguata, utilizzando gli strumenti matematici presentati nel corso. L’esame orale permette di verificare la conoscenza delle nozioni e capacità operative accessorie alla teoria dei sistemi lineari che permettono di passare dalla formulazione matematica all’implementazione ingegneristica del sistema di controllo.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note