ELEnRONICA INDUSTRIALE (I CORSO) (I)
ELETTRONICA INDUSTRIALE (II CORSO) (I) (corso integrato)
Periodo: 2
lezione: 6 (4) esercitazione:2 (4) laboratorio: 2
CosimoGRECO,collab. in aula:Giuseppe CALAFIORE,
collab.in laboratorio:Marco MUZZARE LLI(Dipartimento di Automatica e Informatica,terzo piano dei dipartimentielettrici; orariodi ricevimento concordat ia inizio corso; le comunicazioni e gli awisivengono affissi nellebachechedellasegrete riastudent idelSettore dell'Informazione,.
seminterratodei dipartimentielettrici)
PRESENTAZIONE DEL CORSO
Scopo del corso è di introdurrelo studente all'analisi dei sistemi dinamici ed al progetto di semplici sistemi di controllo dando altresì alcune indicazionisui dispositivìelettronici che rea-lizzano tali sistemi.
REQUISITI
E' richiesta la conoscenza dei contenutidei corsi di Analisì matematica (I eII),di Fisica generale (I eII)e di Geometria.
PROGRAMMA
IMODULO(credit i: 4)
1. Introduzione al corso.Strumenti matematici per l'analisi di sistemi dinamici:la trasformata di Laplace.Cenni di modellistica:costruzione di modellì di sistemi elettrici, elettronici, meccanici, elettromeccaniciecc. Rappresentazionedei sistemi dinamici in variabili di stato e median tefunzionedi trasferimen to.Algebra deiblocchi. Evoluzione nel tempodei sis te-mi dinam ici.Matrici di transizione.
2. La stabilità dei sistemi dinamici.Analisi e criteri di stabilità.
3. Controllabilità e osservabilità dei sistemi dinamici.Retroazionedegli stati e osservatore degli stati.
IIMODULO(cre d it i:6)
4. Il controllo in catena apertae in catena chiusa.Diagrammi di Bode e di Nyquist. Stabilità:
criterio di Routh-Hurwitz,criterio di Nyquist.
5. La rispostatransitoria e a regime dei sistemi dinamici. Specifiche nel dominiodel tempo e dellafrequenza per i sistemi dinamici.Attenuazionedei disturbiparametrici e additivi.
Astaticità ai disturbi.
6. Progetto di sistemi di controllo.
7. Circuiti e dispositivi elettronici per la realizzazionedei sistemi di controllo.
LABORATORIE/O ESERCITAZIONI
Le lezioni e le esercitazioninon sono rigidamente distinte tra loro.Le esercitazioniriguardano sia lo svolgimento diesercizi relati vialla teoriaillustrata a lezione sia lo sviluppodelle parti piùapplicative del programma. Nonèprevistaalcuna divisione in squadre.
Le esercitazionidi lab oratorio sonosvoltepressoil LADISPE- Automaticae Informatica. Esse
devonoservire per acquisire i primi rudimenti nell'uso di MATLAB, un moderno ambiente di programmazione per l'analisi e il progetto di sistemi di controllo. Con l'aiutodi tale program-ma vengono svolti degli esercizi simili a quelli visti a lezione e nelle esercitazioni in aula,ma vengono anche affrontati problemi più complessi che difficilmente potrebbero essere trattati senz a l'ausiliodel calcolatore. Argomenti delle esercitazioni sono:
1. Introduzione all'uso di Matlab e dei suoi comandi.
2. Studiare l'evoluzione nel tempo dei sistemi dinamici.
3. Studiare la stabilità, la controllabilità e l' osservabilità dei sistemi dinamici
4. Tracciare i diagrammi di Bode ed i diagrammi di Nyquist di varie funzioni di trasferimento.
5. Confronto delle funzioni di trasferimento ad anello aperto e ad anello chiuso.Analisi degli effetti della presenza dell'anello di retroazione.
6. Progetti.
Èprevista una suddivisione in 4 squadre (A, B, C, D), ciascuna formata da gruppi; ciascun gru p po sarà composto da 2 studenti.
Leesercitazioni di laboratorio cominceranno in aprile (data da stabilire) e sono riservate agli stu d en ti iscritti al corso. Sono previste esercitazioni assistite ed esercitazioni libere (non assisti-te).Per quanto riguarda le esercitazioni libere si fa presente che i tecnici responsabili limiteran-noil numero di presenti al massimo consentito dalle norme di sicurezza e dalle risorse disponi-bili.
Ciascunostudente è tenuto a iscriversi a uno dei gruppi; l'iscrizione si effettua presso la segre-teriadidattica del Settore dell'Informazione (seminterrato dei dipartimenti elettrici).
Durante le esercitazioni assistite viene verificata la presenza al fine del conseguimento della firma di frequenza. Per essere ammessi a sostenere l'esame, infatti, bisogna avere ottenuto la firma di frequenza; questa non viene concessa a quegli studenti che risultino assenti a più del 30%delle esercitazioni di laboratorio.
Deroghe a tale regola sono ammesse solo per gravi e giustificati motivi e vengono decise dal docente caso per caso sulla base di richiesta motivata da presentarsi (anche in forma orale se fatta di persona) prima dell'inizio delle esercitazioni di laboratorio o all'immediato insorgere dell'impedimento alla frequenza. Il docente si riserva di richiedere documentazione probato-ria dell'impedimentoalla frequenza e di concordare con lo studente forme alternative di eserci-tazionesul calcolatore.
BIBLIOGRAFIA
Ci sono moltissimi testi che trattano la materia oggetto di questo corso, ma non ce n'ènessuno che tratti tutti gli argomenti così come vengono svolti a lezione. Sono disponibili presso la segreteria didattica del Settore dell'Informazione (seminterrato dipartimenti elettrici) alcune copie del materiale didattico usato nelle lezioni, nelle esercitazioni e nel laboratorio; tale mate-riale va ovviamente integrato con appunti personali.
Per la preparazione del corso il docente ha fatto riferimento principalmente ai testi:
1. D.Luenberger,Linear dynamic systemsJ.Willey&Sons.
2.
J.J.
D'Azzo,C. H.Houpis, Linear control system analysis and design, McGraw-Hill.Chi sentisse l'esigenza di un testo nella preparazione dell'esame può far riferimento a:
1. P.Bolzern,R.Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di controlli automatici, McGraw-Hill 2. K.Ogata, Modem control engineering, Prentice-Hall.
Perapprofondimenti ulteriori gli interessati possono fare riferimento ai testi: 1. G. Marro, Controlli automatici, Zanichelli, Bologna.
2. A.Isidori, Sistemi di controllo, Siderea, Roma.
3. B.C. Kuo, Automatic control systems, Prentice-Hall,London.
4. G.F.Franklin,
J.
D.Powel, A. Emarni-Naeini, Feedback control of dynamic systems, Addison-Wesley Reading.Comunicazioni,avvisi e materiale didattico vario potrebbero essere disponibili anche sul sito
web del LADI5PE;in tal casol'accesso puòavvenirein duemodi:
http://www.Iadispe.polito.it /didattic.htmscegliendo successivam en te il corso o la voce di interesse;
• ftp:/lladiserver1.polito.it/download /caei
ESAME
Per essere ammessi a sostenerel'esame bisogna iscriversi, secondo le modalitàgenerali di iscrizioneagli esami usando la rete internet, entro le ore 12.00 del terzogiorn o lavorativo precedenteil giorno in cui si svolge la prima prova dell'appello(a tal fine il sabato è consi-derato festivo).
• Per essere ammessi a sostenere l'esame bisogna presentarsi all'ora e nel luogo stabilito muniti di statino valido e di libretto o tesserino universitario.
• L'esame viene superato svolgendoin modo soddisfacente,negli appelli ufficiali,due prove scrittedi 3-4 ore l'una.La commissione siriserva tuttavia la facoltà di integrare o sostituire leprovecon un colloquio orale qualora ne ravvisassela necessità per formulare un giud i-zio.
• La prima prova consiste nel rispondere ad una serie di domande proposte con risposte a
"scelta multipla".
• Chi non supera la prima prova con un punteggio di almeno 55/100non viene ammesso alla seconda.
• La seconda è una prova di tipo progettuale svolta in LAIB in modo tale che il candidato abbia a disposizione un calcolatore con il programma MATLAB.Per superare tale prova è necessario risolvere il problema di progetto proposto, fornendo una risposta numerica cor-retta che soddisfi a tutte le specifiche date e che sia espressa nel formato richiesto. Va quin-di redatta una breve relazione quin-di una sola pagina A4,di cui vengono valutati con pari importanza sia l'aspetto sostanziale (metodi e criteri seguiti,ecc.)sia l'aspetto formale (ordine,chiarezza, semplicità, incisività, ecc.).
• Qualora risultasse impossibile usare i LAIB,la seconda prova verrebbe svolta in aula.
Lo studente che,avendo superato la prima prova con più di55/100 non si presentaalla seconda risulta ritirato.
• Lo studente che si ritira durante le prove risulta riprovato, e può solo ripresentarsi in una sessione successiva per la quale gli venga rilasciato lo statino. Lo studente che non si ritira avrà il giudizio registrato come previsto dalle norme di legge.Non è quindi ammesso rifiutareilvoto.In ogni caso lo studente deve riconsegnare tutti i fogli che ha ricevuto per lo svolgimento della prova.
La prima prova d'esamepuò essere sostituita dagli accertamenti distribuiti durante il periodo didattico.