L'insegnamento si propone di fornire agli studenti metodi e strumenti (analitici e numerici) utili all’analisi, alla modellistica, alla simulazione e al progetto di sistemi dinamici non lineari. Il focus per la parte applicativa è su oscillatori circuitali, PLL e modulatori Sigma-Delta.
Gli argomenti sono proposti affiancandoli ad attività di simulazione al calcolatore in ambiente MATLAB e a dimostrazioni in laboratorio hardware.
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti strumenti (analitici e numerici) utili all’analisi, alla modellistica (sia physics-based sia data-driven), all’impostazione dei parametri e alla simulazione di circuiti e sistemi dinamici non lineari. Gli argomenti sono proposti affiancandoli ad attività di simulazione al calcolatore in ambiente MATLAB e demo HW.
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. A questo scopo, dovrà preliminarmente imparare strumenti (analitici e numerici) per l’analisi, la simulazione e la sintesi di sistemi dinamici non lineari.
Nozioni di base di matematica, fisica, controlli automatici, elettronica, elaborazione dei segnali.
-) 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 per la simulazione e l’analisi di sistemi dinamici
Dettaglio degli argomenti trattati:
-) Modellistica di sistemi non lineari
-) Metodi numerici per l'integrazione di equazioni differenziali ordinarie e per la ricerca degli zeri di funzioni non lineari
-) 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)
-) Oscillatori elettronici (Van der Pol, Colpitts), sistemi ad aggancio di fase (PLL), modulatori Sigma-Delta
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, PLL e modulatori Sigma-Delta, 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)
Per gli studenti (frequentanti e non frequentanti) il testo di riferimento sono le dispense fornite dal docente (parzialmente 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
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.
Ricevimento: Su appuntamento.
Ricevimento: Il docente riceve su appuntamento.
MARCO STORACE (Presidente)
MATTEO LODI
ALESSANDRO RAVERA
ALBERTO OLIVERI (Presidente Supplente)
Vedere il portale easyacademy.unige.it
https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=easycourse&_lang=it&include=corso
Solo orale.
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.
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:
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.
