PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti metodi e strumenti (analitici e numerici) utili all’analisi, alla modellistica e al progetto di sistemi dinamici non lineari, anche switching. Il focus per la parte applicativa è su oscillatori circuitali (inclusi cenni ai PLL) e su circuiti per power management, in particolare convertitori di tipo switching.

Gli argomenti sono proposti affiancandoli ad attività di simulazione al calcolatore in ambiente MATLAB e a un paio di dimostrazioni in laboratorio.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti strumenti utili all’analisi, alla modellistica, alla simulazione e al progetto di sistemi dinamici non lineari, anche switching, con particolare attenzione agli oscillatori circuitali e ai circuiti per power management, in particolare ai convertitori di tipo switching.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine delle lezioni, lo studente dovrà essere in grado di analizzare un sistema dinamico non lineare e aver acquisito capacità relative alla sintesi di sistemi dinamici di vario genere, inclusi convertitori di tipo switching. A questo scopo, dovrà preliminarmente imparare strumenti (analitici e numerici) per l’analisi e la sintesi di sistemi dinamici non lineari.

PREREQUISITI

Nozioni di base di matematica, fisica, controlli automatici, elettronica, elaborazione dei segnali.

MODALITA' DIDATTICHE

-) circa 30 ore di lezione in modalità classica, inclusive di dimostrazioni con sistemi reali, realizzati in hardware

-) circa 20 ore di esercitazione guidata in ambiente Matlab, in modalità “flipped classroom”, con piccoli gruppi di studenti che preparano insieme (team-based learning) e illustrano individualmente al resto della classe strumenti software per la simulazione e l’analisi di sistemi dinamici

PROGRAMMA/CONTENUTO

Analisi di sistemi dinamici non lineari, anche "switching".

Dettaglio degli argomenti trattati:

-) Sistemi "smooth" a tempo continuo e a tempo discreto

-) Analisi a parametri fissati

-) Regime stazionario (equilibri), periodico (cicli limite), quasi-periodico (tori), aperiodico (caos)

-) Oscillatori accoppiati e reti di sistemi dinamici

-) Analisi al variare di parametri (biforcazioni)

-) Sistemi switching a tempo continuo

-) Metodi di analisi numerica

-) Oscillatori elettronici (Van der Pol, Colpitts) e sistemi ad aggancio di fase (PLL)

-) Convertitori elettronici di potenza

Gli argomenti trattati sono applicati ad esempi relativi a diversi contesti e vengono proposti agli studenti affiancandoli ad attività di simulazione al calcolatore in ambiente MATLAB. Tale attività mira a rendere familiari gli strumenti di calcolo adeguati agli argomenti trattati nel corso. Sono proposte anche dimostrazioni con circuiti reali.

Questo insegnamento, trattando temi di interesse scientifico-tecnologico quali oscillatori elettronici e convertitori switching, contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030:
8.2 (Raggiungere standard più alti di produttività economica attraverso la diversificazione, il progresso tecnologico e l’innovazione, anche con particolare attenzione all’alto valore aggiunto e ai settori ad elevata intensità di lavoro)
9.5 (Aumentare la ricerca scientifica, migliorare le capacità tecnologiche del settore industriale in tutti gli stati – in particolare in quelli in via di sviluppo – nonché incoraggiare le innovazioni e incrementare considerevolmente, entro il 2030, il numero di impiegati per ogni milione di persone, nel settore della ricerca e dello sviluppo e la spesa per la ricerca – sia pubblica che privata – e per lo sviluppo)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Per gli studenti (frequentanti e non frequentanti) il testo di riferimento sono le dispense fornite dal docente (in italiano).

Per approfondimenti e per avere testi di riferimento in inglese, si puo' fare riferimento ai seguenti libri:

-) M. Parodi, M. Storace, Linear and Nonlinear Circuits: Basic & Advanced Concepts, Vol. 2, Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, 2020, ISBN: 978-3-030-35044-4 (ebook) or 978-3-030-35043-7 (hardcover), DOI: 10.1007/978-3-030-35044-4

-) S.H. Strogatz, Nonlinear dynamics and chaos, Addison-Wesley, 1994

-) R.W. Erickson, D. Maksimovic. Fundamentals of power electronics. Springer Science & Business Media, 2007.

Tutti i testi indicati contengono parti scritte, figure esplicative e schemi, per cui dovrebbero essere indicati anche per studenti con disabilita' o disturbi specifici di apprendimento (DSA). In caso contrario, si valuteranno soluzioni alternative caso per caso.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO STORACE (Presidente)

ALESSANDRO RAVERA

MATTEO LODI (Presidente Supplente)

ALBERTO OLIVERI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Vedere il portale easyacademy.unige.it

https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=easycourse&_lang=it&include=corso

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Solo orale (max. 30 punti).

Orale (max. 15 punti) + lezioni svolte in modalità “flipped classroom” (max. 15 punti).

Lo studente può scegliere di sostituire parte dell’esame orale con l’analisi (e successiva discussione) di un sistema non lineare proposto dal docente, usando gli strumenti analitici e numerici introdotti durante il corso.

Agli studenti con disturbi specifici di apprendimento (DSA) sarà consentita l’adozione di specifiche modalità e supporti che saranno stabiliti caso per caso in accordo col Delegato dei corsi di Ingegneria nella Commissione per l’inclusione di studenti con disabilità.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I risultati di apprendimento vengono accertati mediante le prove d'esame descritte nella sezione "modalità d'esame". Gli obiettivi formativi si considerano raggiunti nella misura in cui lo studente:

• si dimostra capace di comunicare correttamente il proprio pensiero ed evidenzia la propria conoscenza e comprensione degli argomenti dell’insegnamento (in particolare nelle prove orali e negli eventuali interventi in modalità flipped classroom)
• dimostra di utilizzare correttamente gli strumenti concettuali introdotti nel corso delle lezioni per analizzare sistemi dinamici di vario tipo
• sa stabilire nessi logici tra argomenti diversi e giustificare le proprie scelte.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità.