Insegnamento MECCATRONICA DEI SISTEMI ENERGETICI

Corso
Ingegneria meccanica
Codice insegnamento
A002379
Curriculum
Energia
Docente
Lucio Postrioti
Docenti
  • Lucio Postrioti
Ore
  • 64 ore - Lucio Postrioti
CFU
8
Regolamento
Coorte 2021
Erogato
2021/22
Attività
Affine/integrativa
Ambito
Attività formative affini o integrative
Settore
ING-IND/08
Tipo insegnamento
Opzionale (Optional)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
Italiano
Contenuti
Fondamenti dei sistemi di acquisizione.
Attuatori elettromeccanici: principi e tecnologie. Richiami sui sensori.
Controllori: l’interazione sistema controllato-controllore. La strategia di regolazione PID.
Sistemi elettro-meccanici utilizzati per il controllo motore: le strategie operative della ECU.
Sistemi elettro-meccanici utilizzati per il controllo CO2 ed emissioni: recenti sviluppi dei sistemi d’iniezione e convertitori catalitici.
Veicoli ibridi: concetti fondamentali.
Testi di riferimento
R.H. Bishop"Mechatronics An Introduction", Taylor&Francis
K. Reif: "Gasoline Engine Management", Springer Vieweg
K. Reif: "Diesel Engine Management", Springer Vieweg
Dispense fornite dal Docente
Obiettivi formativi
Si vogliono le trasmettere all'Allievo Ingegnere meccanico le competenze di base sulle tecnologie meccatroniche attualmente impiegate per la gestione dei motori a combustione interna nell'ottica del controllo delle emissioni inquinanti e del contenimento delle emissioni di CO2. Particolari approfondimenti sono dedicati alle problematiche di acquisizione dati e di controllo di sistemi elettromeccanici nel settore automotive.
Sono analizzati i principi e gli schemi attuativi dei veicoli ibridi.
Prerequisiti
E' richiesta un'adeguata conoscenza della termodinamica di base e del funzionamento dei motori a combustione interna, fornita rispettivamente dai corsi di Macchine e Motori a Combustione Interna.
Metodi didattici
-Lezioni frontali;
-Seminari e visite aziendali;
-Attività di laboratorio.
Altre informazioni
n.a.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale o scritto (domande a risposta aperta).

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso
Introduzione al concetto di Meccatronica e panorama sulle discipline coinvolte.
Sistemi di acquisizione dati: catena di misura conversione A/D e D/A, risoluzione verticale ed orizzontale. Sistemi di trigger. Confronto fra sistemi di acquisizione tradizionale e PC-based. Costruzione di un tipico sistema DAQ basato su PC in ambiente LabVIEW. Introduzione a LabVIEW, un ambiente di programmazione grafica: funzioni generali.
Struttura generale dei sistemi meccatronici; le funzioni di un sistema di controllo e architetture tipiche. Modellazione di un sistema meccatronico a parametri concentrati in ambiente 0D/1D. Alcuni esempi di modellazione di sistemi elettromeccanici in ambiente Amesim/GT-Power.
Richiami sui sensori; sistemi attivi/passivi, classificazione per tipo di misura, concetti di precisione e accuratezza.
Attuatori elettromeccanici: principi elettromeccanico e elettromagnetico. Caratteristica magnetica dei materiali e circuiti magnetici. Motori DC: principio di base ed equazioni fondamentali. Motori AC: principi di base e possibilità di regolazione. Attuatori stepper: tipologie e strategie di azionamento.
Sistemi di controllo e strategie di regolazione. La curva caratteristica di un processo. Strategie di regolazione on/off, proporzionale, integrale e derivativa. Regolatori PID.

Strategie di controllo dei Motori a combustione interna; il funzionamento di una Electronic Control Unit (ECU) e le sue funzioni fondamentali: air flow, accensione, iniezione. Funzione di controllo emissioni, funzione On Board Diagnostic.
Tecnologie elettromeccaniche utilizzate per il controllo dei motori: sistemi di iniezione e convertitori catalitici. Recenti sviluppi nel controllo emissioni e per il miglioramento dell'efficienza.
Veicoli ibridi: concetti di base, classificazione (architetture serie-parallelo). Fondamenti sulle strategie di gestione.
Opzionale: A) Esercitazione in laboratorio: realizzazione di un sistema di posizionamento open-loop e closed loop basato su stepper e PC-based driver. B) esercitazione in laboratorio: costruzione di un regolatore PID PC-Based per il controllo della pressione di un fluido.
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