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Libera Università di Bolzano

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Sistemi e controllo

Semestre 2 · 42188 · Corso di laurea in Ingegneria Industriale Meccanica · 12CFU · IT


L'insegnamento del corso di Sistemi e Controllo è una materia di approfondimento nell’ambito del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale e Meccanica e ha l’obiettivo di fornire competenze professionali e conoscenze metodologiche relative alla teoria dei sistemi e del controllo dei sistemi lineari nel dominio della frequenza.

Modulo 1:
1. Modellizzazione dei sistemi dinamici nel dominio della frequenza
2. Risposta dinamica del sistema
3. Stabilità dei sistemi lineari
4. Analisi dei sistemi e progetto del controllore mediante il luogo delle radici
5. Analisi dei sistemi e progetto del controllore basati sulla risposta in frequenza
6. Controllo digitale (se il tempo lo consente)

Modulo 2:
1. Introduzione a Matlab
2. Introduzione a Simulink
3. Simulazione di sistemi dinamici nel dominio della frequenza con il Control System Toolbox
4. Analisi e progettazione assistita da computer in Matlab/Simulink
5. Esperimenti reali di controllo in laboratorio

Docenti: Marco Frego

Ore didattica frontale: 36
Ore di laboratorio: 24
Obbligo di frequenza: Fortemente consigliata.

Argomenti dell'insegnamento
Il primo modulo comprende 36 ore di lezione frontale e 24 ore di esercitazioni in aula, dedicate alla teoria dei sistemi e del controllo dei sistemi lineari nel dominio della frequenza. Il secondo modulo, della durata complessiva di 60 ore, prevede un’introduzione al software di simulazione Matlab/Simulink e una serie di esperimenti di controllo automatico in laboratorio. In tali esperimenti, sistemi meccatronici e fluidodinamici vengono inizialmente simulati e successivamente controllati in prove sperimentali reali.

Modalità di insegnamento
Lezioni frontali alla lavagna con esercitazioni in classe.

Obiettivi formativi
Il corso è articolato in due moduli: MODULO 1: Teoria di Sistemi e Controllo Il primo modulo comprende 36 ore di lezione frontale e 24 ore di esercitazioni in aula, dedicate alla teoria dei sistemi e del controllo dei sistemi lineari nel dominio della frequenza. MODULO 2: Laboratorio di Sistemi e Controllo Il secondo modulo, della durata complessiva di 60 ore, prevede un’introduzione al software di simulazione Matlab/Simulink e una serie di esperimenti di controllo automatico in laboratorio. In tali esperimenti, sistemi meccatronici e fluidodinamici vengono inizialmente simulati e successivamente controllati in prove sperimentali reali. Intended Learning Outcomes (ILO): Conoscenza e comprensione 1. Conoscere e comprendere le leggi basilari dell’elettrotecnica e i fenomeni elettrici, con particolare attenzione alle applicazioni industriali. 2. Conoscere la teoria delle macchine elettriche e comprendere il principio della conversione elettromeccanica. Capacità di applicare conoscenza e comprensione 3. Capacità di risolvere esercizi numerici di reti elettriche anche relativi ad applicazioni pratiche. 4. Capacità di progettare piccoli sistemi e applicazioni reali, e di comprendere le scelte tecniche che sono alla base delle principali applicazioni elettriche. Autonomia di giudizio 5. Capacità nella scelta della soluzione tecnologica più adatta e vantaggiosa per una specifica applicazione. Capacità comunicativa 6. Abilità di presentare le competenze acquisite con lessico proprio e pertinente alla disciplina. Capacità di apprendimento 7. Capacità di estendere le proprie conoscenze tramite strumenti di acquisizione di informazioni tecniche e di aggiornamento. 8. Capacità di analizzare sistemi più complessi.

Modalità d'esame
L'esame copre gli argomenti del MODULO 1 e del MODULO 2 ed ha la seguente struttura: • MODULO 1 (50% dell'esame finale): Scritto: 180 minuti; ILO valutati: 1-5. • MODULO 2 (50% dell'esame finale): Scritto: 120 minuti; ILO valutati: 1-5.

Criteri di valutazione
Il voto finale è calcolato come media dei voti dei due moduli. L'esame è considerato superato quando entrambi i voti sono validi, ovvero compresi tra 18 e 30. In caso contrario, i singoli voti validi (se presenti) vengono conservati per tutte e 3 le sessioni d'esame regolari, fino a quando anche tutte le altre parti non saranno completate con un voto valido. Dopo le 3 sessioni d'esame regolari, tutti i voti diventano non validi. • MODULO 1: L'esame scritto consiste in diversi compiti matematici da risolvere, distribuiti tra i vari argomenti trattati. Verranno valutati: o la correttezza dell'approccio e dei passaggi matematici della soluzione, il calcolo dei risultati numerici; o la correttezza delle risposte fornite e delle argomentazioni presentate e la terminologia utilizzata. • MODULO 2: L'esame comprende compiti da risolvere con Matlab e Simulink e richiede la conoscenza dell'uso del software di simulazione, nonché la conoscenza dei metodi di teoria di controllo dei sistemi lineari nel dominio della frequenza del Modulo 1. Verrà valutata la correttezza formale e metodologica delle risposte, nonché i calcoli e la rappresentazione grafica dei risultati.

Bibliografia obbligatoria

Control Systems Engineering – Global Edition, Norman S. Nise, Wiley, 2017 (based on 7th edition from 2015).

Slides del corso



Bibliografia facoltativa

Feedback Control of Dynamic Systems – Global Edition, Gene F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Pearson, Global Edition, 2015 (based on 7th edition from 2015)

 

Modern Control Engineering – International edition 5/E, Katsuhiko Ogata, Pearson, 2010.

 

Automatic Control Systems, Farid Golnaraghi, Benjamin C. Kuo, 10th Edition, Mc Graw Hill Education, 2017.

Modern Control Systems, Global Edition 13/E, Dorf & Bishop, Pearson, 2018.

 

A MATLAB Primer for Technical Programming in Materials Science and Engineering - Leonid Burstein -Woodhead Publishing Elsevier – 2020

 

MATLAB A Practical Introduction to Programming and Problem Solving - Stormy Attaway - Second Edition - Butterworth-Heinemann Elsevier – 2012

 

MATLAB, Simulink, Stateflow - Angermann, Rau, Beuschel, Wohlfarth -De Gruyter (in German) 9th ed. 2017



Altre informazioni
Software utilizzati: Matlab/Simulink.


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Obiettivi di sviluppo sostenibile
Questa attività didattica contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo sostenibile.

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Modules

Semestre 2 · 42188A · Corso di laurea in Ingegneria Industriale Meccanica · 6CFU · IT

Module A — Sistemi e Controllo

1. Modellizzazione dei sistemi dinamici nel dominio della frequenza
2. Risposta dinamica del sistema
3. Stabilità dei sistemi lineari
4. Analisi dei sistemi e progetto del controllore mediante il luogo delle radici
5. Analisi dei sistemi e progetto del controllore basati sulla risposta in frequenza
6. Controllo digitale (se il tempo lo consente).

Docenti: Marco Frego

Ore didattica frontale: 36
Ore di laboratorio: 24

Argomenti dell'insegnamento
Il primo modulo comprende 36 ore di lezione frontale e 24 ore di esercitazioni in aula, dedicate alla teoria dei sistemi e del controllo dei sistemi lineari nel dominio della frequenza.

Modalità di insegnamento
Lezioni frontali alla lavagna con esercitazioni numeriche su reti elettriche e su semplici bilanci energetici di sistemi elettrici.

Bibliografia obbligatoria

Control Systems Engineering – Global Edition, Norman S. Nise, Wiley, 2017 (based on 7th edition from 2015)

Slides del Corso

 



Bibliografia facoltativa

Feedback Control of Dynamic Systems – Global Edition, Gene F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini, Pearson, Global Edition, 2015 (based on 7th edition from 2015)

 

Modern Control Engineering – International edition 5/E, Katsuhiko Ogata, Pearson, 2010.

 

Automatic Control Systems, Farid Golnaraghi, Benjamin C. Kuo, 10th Edition, Mc Graw Hill Education, 2017.

Modern Control Systems, Global Edition 13/E, Dorf & Bishop, Pearson, 2018.

A MATLAB Primer for Technical Programming in Materials Science and Engineering - Leonid Burstein -Woodhead Publishing Elsevier – 2020

 

MATLAB A Practical Introduction to Programming and Problem Solving - Stormy Attaway - Second Edition - Butterworth-Heinemann Elsevier – 2012

 

MATLAB, Simulink, Stateflow - Angermann, Rau, Beuschel, Wohlfarth -De Gruyter (in German) 9th ed. 2017



Semestre -1 · 42188B · Corso di laurea in Ingegneria Industriale Meccanica · 6CFU · DE

Module B — Sistemi e Controllo Laboratorio

1. Introduzione a Matlab
2. Introduzione a Simulink
3. Simulazione di sistemi dinamici nel dominio della frequenza con il Control System Toolbox
4. Analisi e progettazione assistita da computer in Matlab/Simulink
5. Esperimenti reali di controllo in laboratorio

Docenti: Marco Frego

Ore didattica frontale: 0
Ore di laboratorio: 60

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