CODICE | 106722 |
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ANNO ACCADEMICO | 2022/2023 |
CFU |
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SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE | ING-IND/32 |
SEDE |
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PERIODO | Annuale |
MATERIALE DIDATTICO | AULAWEB |
L’insegnamento offre le nozioni necessarie per lo studio e lo sviluppo di sistemi di controllo avanzati per i sistemi elettrici, con particolare riferimento ai convertitori elettronici di potenza e agli azionamenti elettrici, per garantire la trasformazione efficiente dell’energia elettrica nelle varie forme desiderate, in un range di potenza elevatissimo, dai mW richiesti per il funzionamento del telefonino fino alle decine di MW richieste per gli azionamenti dei grandi motori elettrici navali.
Vengono sviluppate le parti essenziali della teoria moderna dei controlli automatici per applicazioni ambiziose con l'aiuto dei mezzi offerti dall'attuale tecnologia elettronica ed informatica. Tali nozioni vengono utilizzate per studio e sviluppo di sistemi di controllo avanzati per convertitori elettronici di potenza e per azionamenti elettrici.
La frequenza e la partecipazione alle attività formative previste consentiranno allo studente di:
Il corso comprende lezioni teoriche frontali (124 ore) ed esercitazioni di laboratorio (26 ore). Le esercitazioni saranno sia passive che attive, gli allievi saranno invitati ad impostare alcuni sistemi di controllo al calcolatore, autonomamente. La frequenza è assolutamente consigliata.
Richiami di teoria della stabilità: Premesse. Definizioni di stabilità secondo Liapunov, movimento e traiettoria. Teoremi di stabilità.
Trattazione mediante equazioni ingresso-stato-uscita: Richiami di teoria dei sistemi. Definizioni fondamentali. Cenni sulle realizzazioni in forma normale. Stabilità dei sistemi lineari. Controllabilità e osservabilità. Effetti di retroazioni algebriche.
Controllo attraverso stima dello stato (caso lineare): Stima dello stato. Assegnabilità dei poli e stabilizzabilità.
Controllo ottimo: Premesse. Il principio del massimo. Formulazioni fondamentali. Alcuni casi particolari.
Controllo a struttura variabile: Funzionamento in “sliding mode”, condizioni e limiti di esistenza. Assegnazione dei poli tramite retroazione di stato. Applicazioni a sistemi di power conditioning e ad azionamenti di motori cc.
Controllo in cascata per azionamenti elettrici: struttura generale, significato ed effetto delle limitazioni, azione in avanti, anti-windup. Esemplificazione al caso del motore in corrente continua.
Tecniche di controllo specifiche per convertitori elettronici di potenza e motori in corrente alternata: controllo in tensione ed in corrente dei convertitori, modulazione vettoriale, controlli scalari e vettoriali dei motori elettrici in corrente alternata.
Acquisizione e stima delle grandezze e dei parametri di motore per la regolazione: sensoristica, algoritmi di stima.
Controllo digitale: trasformata Z. Sistemi dinamici campionati. Effetti e selezione della frequenza di campionamento. Equivalenza discreta. Progettazione e implementazione di sistemi di controllo per architetture digitali.
Tutto il materiale audiovisivo utilizzato durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aulaweb. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale su aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell'esame.
I testi sotto indicati, di norma reperibili presso la Biblioteca, sono suggeriti come appoggio per alcune parti o per eventuali approfondimenti:
Ricevimento: Il docente Mario Marchesoni riceve su appuntamento presso il Dipartimento di Ingegneria Navale, Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni (DITEN), via all’Opera Pia, 11a, primo piano, Genova. Per appuntamenti inviare una mail a: marchesoni@unige.it.
Ricevimento: By appointment arranged through email. Contact details: Andrea Formentini, DITEN, Via Opera Pia 11a, e-mail: andrea.formentini@unige.it
MARIO MARCHESONI (Presidente)
MARCO INVERNIZZI
STEFANO MASSUCCO
MAURIZIO FRANCO MAZZUCCHELLI
MASSIMILIANO PASSALACQUA
ANDREA FORMENTINI (Presidente Supplente)
LUIS RAMON VACCARO (Presidente Supplente)
L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.
L’esame consiste in una prova orale riguardante l’intero programma dell’insegnamento; in alternativa è possibile sostenere una prima prova riguardante gli argomenti trattati in aula nel primo semestre dal Prof. Marchesoni, una seconda prova riguardante gli argomenti trattati in aula nel secondo semestre dal Prof. Marchesoni ed una terza prova riguardante gli argomenti trattati in aula dal Prof. Formentini. In quest’ultimo caso la votazione sarà determinata dalla media pesata sui crediti delle tre votazioni conseguite.
I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni. L’esame verterà su tutti gli argomenti trattati sia durante le lezioni frontali sia durante le esercitazioni e permetterà di verificare la conoscenza della teoria esposta e la capacità di formulare correttamente problemi anche complessi e di impostarne la soluzione.
Data | Ora | Luogo | Tipologia | Note |
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20/12/2022 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
17/01/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
03/02/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
17/02/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
31/05/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
06/07/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale | |
15/09/2023 | 09:00 | GENOVA | Orale |