PRESENTAZIONE

L'Automatica è la disciplina che si occupa dei metodi e delle tecnologie per il trattamento dell’informazione finalizzati alla gestione ed al controllo automatico ed in tempo reale di impianti, processi e sistemi dinamici in genere, con applicazioni che abbracciano diverse aree dell’ingegneria e delle scienze. Un obiettivo di particolare importanza nell'ambito dell'Automatica è il progetto di regolatori in anello chiuso con garanzia di stabilità e soddisfacimento di opportune specifiche prestazionali. In ambito navale le applicazioni dell'automatica includono la gestione del sistema di propulsione, il controllo di singoli apparati e di processi di bordo, i sistemi di regolazione della rotta e della navigazione, solo per fare alcuni esempi. I concetti ed i metodi sviluppati nel corso sono gli strumenti fondamentali per comprendere il ruolo dei sistemi di automazione applicati all'ingegneria navale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali per l’analisi e il progetto di sistemi di controllo nel dominio della frequenza, con particolare riferimento ad applicazioni navali. Al termine del modulo, gli studenti saranno in grado di modellare semplici sistemi dinamici, analizzarne la stabilità e le prestazioni mediante strumenti nel dominio della frequenza e progettare controllori di base per problemi di guida, navigazione e controllo di sistemi navali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà:

1. conoscere le caratteristiche dei sistemi dinamici lineari tempo invarianti (LTI) e la loro rappresentazione mediante equazioni di stato e funzioni di trasferimento;
2. usare la trasformata di Laplace e i diagrammi a blocchi;
3. effettuare l'analisi in frequenza di sistemi LTI con singolo ingresso e singola uscita (SISO);
4. conoscere proprietà strutturali di un sistema dinamico (stabilità, controllabilità e osservabilità);
5. analizzare la stabilità in anello chiuso di sistemi LTI SISO mediante i criteri di Nyquist e Bode;
6. progettare regolatori per sistemi LTI SISO;
7. analizzare l’effetto di disturbi ed incertezze di modello in anello chiuso.

PREREQUISITI

Algebra lineare e analisi matematica.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni teoriche ed esercitazioni per un totale di 60 ore. Si consigliano gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso e in ogni caso con congruo anticipo (mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

I contenuti del corso si possono riassumere nei seguenti punti:

1. sistemi dinamici lineari tempo invarianti e loro rappresentazione mediante equazioni di stato e funzioni di trasferimento;
2. trasformata di Laplace e diagrammi a blocchi;
3. analisi in frequenza;
4. stabilità in anello chiuso mediante i criteri di Nyquist e Bode;
5. progetto di regolatori in anello chiuso;
6. analisi dell’effetto di disturbi ed incertezze di modello sul sistema in anello chiuso.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense del docente (in inglese).

G. Marro, Controlli Automatici, Zanichelli, Bologna.

T.I. Fossen, Guidance and Control of Ocean Vehicles, Wiley, Chichester, NY.

Karl J. Åström and Richard M. Murray: "Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers", Princeton University Press, second edition, 2021 (reperibile all'indirizzo https://fbswiki.org/wiki/index.php/Main_Page)

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

Orari delle lezioni

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