OBIETTIVI FORMATIVI

Automation and control are essential functions for the ship correct and efficient management. The course presents the fundamental concepts of automatic control enabling the student to deduce mathematical models and to synthetize controllers by a practical approach for the dynamic systems of plants, processes and time-varying behaviors in electric, thermal and mechanical marine applications.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo del corso è quello di introdurre lo studente alla conoscenza dei concetti fondamentali legati al funzionamento di un impianto di automazione navale.

Per poter comprendere questi aspetti sarà necessario fornire alcune basi sulla teoria della regolazione, partendo dalla descrizione del sistema (modello matematico) e facendo particolare riferimento all'analisi dei sistemi lineari o linearizzabili. Si introdurranno le nozioni base per l'uso pratico delle trasformate per i sistemi lineari e gli strumenti per l'analisi e la sintesi dei sistemi di controllo. Per facilitare la comprensione dei controlli automatici si farà ricorso a esempi pratici di applicazioni navali. 

Verranno fornite le basi principali in ambito ICT (Information and Communication Technology) per quanto riguarda gli impianti di automazione navale con particolare attenzione ai più diffusi sistemi/protocolli di comunicazione.

Verranno descritte le caratteristiche fondamentali di un generico sistema di misura e si passerà all'analisi dei sensori più comunemente usati a bordo. Si esamineranno quindi i principali attuatori e regolatori negli impianti navali.

I contenuti del corso sono stati calibrati seguendo "IMO model Courses for chief Engineer and Eletrotechnical Officer".

PREREQUISITI

Esami del I anno del Corso di Laurea in Maritime Science and Technology:

• Mathematics and Algebra;
• Physics;
• ICT.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso (semestrale) consiste in 5 ore di lezione a settimana per 12 settimane. Saranno previste lezioni teoriche, esercizi e l'utilizzo di software di calcolo scientifico.

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Introduzione ai controlli automatici e all'automazione navale;
• Equazioni differenziali dei sistemi Lineari Tempo Invarianti (LTI), la trasformata di Laplace;
• Rappresentazione del modello matematico di un sistema LTI: variabili di stato, funzione di trasferimento, risposta in frequenza, stabilità;
• Risposta nel tempo: risposta libera e forzata;
• Diagrammi di Bode. La stabilità di un sistema controllato: criterio di Bode. Diagramma di Bode e banda passante ad anello chiuso. Risposte in frequenza dei sistemi del secondo ordine;
• Regolatore ad azione proporzionale, integrativa e derivativa;
• Introduzione ai sistemi digitali;
• Sistemi di monitoraggio e controllo per impianti navali, sistemi/protocolli di comunicazione;
• Schematizzazione di uno strumento di misura, sue classificazioni e caratteristiche;
• I trasduttori negli impianti di automazione navale;
• Attuatori e regolatori;

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. IMO model Courses for chief Engineer and Eletrotechnical Officer;
2. G. Marro, "Controlli Automatici", Ed. Zanichelli, Bologna;
3. H. Hellerman, "Digital Computer System Principles";
4. J. Love, "Process Automation Handbook", Springer;
5. Testi internazionali suggeriti per i diversi argomenti;
6. Materiale didattico distribuito dal docente del corso.