Università degli Studi di Perugia

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Insegnamento ELEMENTI DI AUTOMATICA

Nome del corso Ingegneria meccanica
Codice insegnamento 70A00706
Curriculum Generale
Docente responsabile Antonio Ficola
Docenti
  • Antonio Ficola - Didattica Ufficiale
Ore
  • 54 Ore - Didattica Ufficiale - Antonio Ficola
CFU 6
Regolamento Coorte 2016
Erogato Erogato nel 2018/19
Erogato altro regolamento
Attività Affine/integrativa
Ambito Attività formative affini o integrative
Settore ING-INF/04
Tipo insegnamento Opzionale (Optional)
Tipo attività Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti
Modellistica.
Analisi dei sistemi lineari.
Sistemi controllati.
Modellistica.
Analisi dei sistemi lineari.
Sistemi controllati.
Analisi di sistemi in retroazione.
Sintesi di sistemi di controllo in retroazione.
Strumenti software per l’analisi e la simulazione.
Testi di riferimento
P.Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni.
Fondamenti di controlli automatici.
4a ed. McGraw-Hill Education, 2015.
Biblioteca ingegneria: ING 731-123.
Obiettivi formativi L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti nozioni sull’impiego di alcuni strumenti di analisi e di progetto per sistemi di controllo lineari e stazionari a tempo continuo.
In particolare, al termine del corso lo studente avrà acquisito:
a) conoscenze di base per la modellazione di sistemi meccanici, termici ed elettrici ai fini del progetto di sistemi di controllo;
b) conoscenza dei metodi principali per l’analisi dei sistemi;
c) conoscenza dei metodi principali per il progetto di sistemi di controllo a retroazione;
d) capacità di progettare architetture di sistemi di controllo;
e) capacità di utilizzare strumenti software di analisi, progetto e simulazione dei sistemi dinamici.
Prerequisiti Matematica I e II (derivate, integrali, equazioni differenziali ordinarie).
Fisica Generale.
Elettrotecnica (circuiti elettrici, motore in corrente continua).
Metodi didattici Lezioni frontali. Esercitazioni in aula.
Altre informazioni Nessuna.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame prevede una prova scritta e una prova orale, entrambe obbligatorie.
La prova scritta ha una durata di 3 ore ed è costituita da 2 esercizi e di una domanda aperta.
Gli esercizi riguardano l’analisi e il progetto di un sistema di controllo a tempo continuo.
La domanda aperta richiede l’esposizione schematica di un argomento trattato durante il corso.
Lo scopo della prova scritta è quello di verificare la comprensione dei vari strumenti di analisi e progetto trattati nel corso e la capacità di saper presentare e organizzare i risultati in modo sintetico e chiaro.
La prova orale si svolge, di norma, qualche giorno dopo lo svolgimento dell’esame scritto.
La prova orale è finalizzata a valutare il livello di comprensione degli argomenti trattati nel corso e a valutare la capacità di presentarli in modo rigoroso e chiaro.
Programma esteso
1) Modellistica.
Modellistica di sistemi dinamici a tempo continuo (meccanici, termici ed elettrici). Modelli ingresso-uscita. Linearizzazione di modelli.

2) Analisi dei sistemi lineari
Rappresentazione dei sistemi lineari a tempo continuo con trasformata di Laplace. Modi di un sistema lineare a tempo continuo. Stabilità.
Analisi della risposta al gradino di sistemi del primo e del secondo ordine. Analisi della risposta ad ingressi sinusoidali, risposta armonica, diagrammi di Bode, diagramma di Nyquist.

3) Sistemi Controllati
Controllo a catena aperta, in retroazione, a compensazione dei disturbi. Proprietà dei sistemi a retroazione: funzioni di sensitività e sensitività alle variazioni parametriche, reiezione dei disturbi, miglioramento del comportamento dinamico, effetti del rumore di processo e di misura.

4) Analisi di sistemi in retroazione
Stabilità dei sistemi in retroazione: criterio di Routh, criterio di Nyquist. Margini di stabilità.

5) Sintesi di sistemi di controllo in retroazione.
Errore a regime per ingressi polinomiali. Astatismo. Specifiche. Traslazione specifiche dal dominio del tempo dominio della frequenza
Sintesi di sistemi di controllo mediante reti di correzione.
Controllo mediante regolatori PID.
Controllo di sistemi a più ingressi e uscite: disaccoppiamento.

6) Strumenti software (in parallelo ai precedenti argomenti).
Strumenti software per l'analisi nel dominio del tempo e della frequenza di sistemi dinamici lineari.
Strumenti software per la simulazione di sistemi dinamici.
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