PRESENTAZIONE

Corso di laboratorio dedicato all'acquisizione dati con strumentazione avanzata e moderna e all'analisi dei dati stessi con strumenti matematici avanzati.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisizione di metodi analitici e sperimentali per l’analisi dei segnali di sistemi fisici variabili nel tempo utilizzando le loro rappresentazioni nel domino del tempo e delle frequenze.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento le studentesse e gli studenti saranno in grado di progettare un sistema di acquisizione ed elaborazione dati, utilizzando componenti commerciali e potendo operare sia nel dominio del tempo che della frequenza.

Inoltre, avranno acquisito una conoscenza di base dei concetti di rumore e disturbo e saranno in grado, almeno nei casi più semplici, di correggere problemi che si presentino in un sistema sperimentale reale.

Studentesse e studenti avranno altresì una conoscenza più approfondita, rispetto ai corsi svolti negli anni precedenti, del controllo di sistemi, della loro stabilità e della progettazione di meccanismi di feedback. L'obiettivo è quello di essere in grado di studiare un sistema, prevederne il grado di stabilità e agire conseguentemente per migliorarne il funzionamento.

PREREQUISITI

Corso "Laboratorio 2".

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche di gruppo in laboratorio, effettuate durante lo svolgimento del corso.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Caratterizzazione completa di sistemi lineari tempo-invarianti nel dominio dei tempi e delle frequenze; utilizzo delle trasformate di Fourier.

Concetto di correlazione, autocorrelazione, cross-correlazione.

Tecniche per l'estrazione del segnale di interesse rispetto a rumore e disturbi; comprensione e utilizzo di amplificatori lock-in.

Introduzione alla teoria del controllo: equazioni differenziali e algebriche con il passaggio alle trasformate di Laplace; studio della risposta e della stabilità del sistema, tramite l'analisi della sua funzione di trasferimento (ricerca e fattorizzazione di poli e zeri).

Progettazione di feedback: esempi introduttivi, tecniche per modificare la funzione di trasferimento di un sistema, applicazione dei criteri di stabilità (root locus, Nyquist, Bode).

Progettazione di software di acquisizione dati tramite LabVIEW e studio di sistemi tramite MATLAB.

Esercitazioni pratiche in laboratorio, volte a mostrare in pratica e ad approfondire i concetti studiati a lezione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Materiale disponibile su AulaWeb (slide delle lezioni e dispense).
Inoltre:

The Fast Fourier Transform and Its Applications
E. O. Brigham - Prentice Hall

Modern Control Engineering
Katsuhiko Ogata - Prentice Hall

Il Rumore Elettrico: dalla Fisica alla Progettazione
G. V. Pallottino - Springer

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

CARLO SCHIAVI (Presidente)

DANIELE MARRÉ

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare il calendario al link: https://corsi.unige.it/corsi/8758/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Sviluppo di un progetto svolto in autonomia (singolarmente o in gruppo), che sfrutti le nozioni apprese durante il corso, applicandole a un contesto sperimentale non già affrontato nelle esercitazioni pratiche o che ne sia un'estensione.

Consegna e successiva valutazione di una relazione sul progetto svolto.

Prova orale, accessibile a patto di aver ottenuto una valutazione positiva della relazione.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova orale è in gran parte incentrata sulla discussione del progetto presentato, con collegamenti agli aspetti teorici affrontati durante il corso.

Inoltre, vengono affrontati altri argomenti, per valutare le conoscenze teoriche complessive di studentesse e studenti.

Ciò ha lo scopo di valutare non solo la conoscenza degli argomenti trattati durante le lezioni, ma anche le capacità di comunicazione scientifica e la capacità di applicare in modo pratico ed autonomo le tecniche acquisite durante il corso.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Per le esperienze di laboratorio svolte durante il semestre, non è richiesta la consegna di relazioni, ma verrà verificata la partecipazione.