Corso di Laboratorio di Automatica

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Comunicazioni:

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Docente: Sergio Galeani (E-mail)

Obiettivi del Corso: Fornire le nozioni di base per

Risultati di apprendimento previsti: al termine del corso, lo studente sarà in grado di:

Orario delle lezioni:

Orario di ricevimento studenti:

Testi consigliati:

Programma delle lezioni A.A.2016/2017:

  1. Lezione del 06/03/2017 (2 ore):
    Introduzione al corso e agli argomenti trattati.
    Teoria dei sistemi: il concetto di sistema dinamico e di stato.
    Teoria del controllo: i sistemi a controreazione (feedback), la stabilizzazione.
    Presentazione di un robot da parte del prof. Martinelli.
  2. Lezione del 08/03/2017 (2 ore):
    Struttura del corso e argomenti trattati: modellazione, simulazione, prototipazione.
    Il concetto di modello: livelli di dettaglio, scopo della modellazione e scelta delle approssimazioni lecite.
    Modelli a tempo continuo, a tempo discreto, ibridi.
    Un esempio di sistema fisico (sospensione/circuito RLC) e del corrispondente modello: bond graph, diagramma a blocchi, equazioni differenziali.
    I diagrammi a blocchi: elementi, prime proprietà.
    I diagrammi a blocchi come sistemi di equazioni, anche differenziali e nonlineari.
    Riferimenti: torneremo sui temi indicati, per ora bastano gli appunti (provare a ricordare quali fra i punti discussi sono stati indicati come essenziali).
  3. Lezione del 13/03/2017 (2 ore):
    I diagrammi a blocchi: regole di semplificazione, forma minima. Esempio.
    I diagrammi di flusso di segnale: regole di semplificazione. Esempio.
    Riferimenti: questa dispensa, fino a pagina 41.
  4. Lezione del 15/03/2017 (2 ore):
    Lezione sospesa per consentire la visita alla RomeCup.
  5. Lezione del 20/03/2017 (2 ore):
    I diagrammi di flusso di segnale: formula di Mason con esempio.
    I diagrammi di flusso di segnale: regola di inversione di percorsi con esempi.
    Riferimenti: questa dispensa.
    Esercizi aggiuntivi: ce ne sono diversi, svolti e non, in questa dispensa.
    Introduzione alla analogia idraulica-elettrica. Il partitore di tensione.
    Esercizio: ricavare il grafo di flusso del partitore a pag. 45 di questa dispensa..
  6. Lezione del 22/03/2017 (2 ore):
    Rete a scala di resistori (sequenza di partitori di tensione) come esempio di:
    L'effetto di carico: confronto fra
    Introduzione ai concetti di "porta" per lo scambio di potenza e di compatibilità dell'interconnessione.
    Riferimenti: pagg. 45-46 di questa dispensa.
    Riferimenti aggiuntivi: paragrafi 8.7-8.8 di questa dispensa.
    Esercizi: ce ne sono diversi, svolti e non, in questa dispensa..
  7. Lezione del 27/03/2017 (2 ore):
    Introduzione ai Bond Graph (BG).
    Variabili di energia e di potenza.
    Bond e porte.
    Tipi di elementi e uso dell'energia: dissipazione, accumulo, produzione, combinazione.
    Elementi 1-port: dissipatori (R), accumulatori di energia cinetica (I) e potenziale (C).
    Elementi passivi (R, I, C): realizzazioni fisiche (di natura meccanica traslazionale, meccanica rotazionale, elettrica, idraulica) e diagrammi a blocchi corrispondenti.
    Riferimenti: questa dispensa, Paragrafi 1.6-1.9, 2.1-2.2.4.
  8. Lezione del 29/03/2017 (2 ore):
    Elementi dei Bond Graph (BG), con esempi fisici in vari domini e diagrammi a blocchi equivalenti.
    Elementi 1-port: sorgenti di flusso (Se) e di sforzo (Sf).
    Elementi 2-port: trasformatori (TF) e giratori (GY).
    Elementi n-port: giunzioni 0 e 1. Relazioni Primarie e Secondarie.
    Riferimenti: questa dispensa, Paragrafi 2.2.5-2.5.
  9. Lezione del 03/04/2017 (2 ore):
    Regole per la trasformazione dal circuito idraulico/elettrico al Bond Graph.
    Regole di semplificazione dei Bond Graph.
    Due esempi di trasformazione di un circuito elettrico in Bond Graph.
    Due esempi di trasformazione di circuiti idraulici in Bond Graph.
    I bond attivati (ovvero di puro segnale, non di potenza).
    Riferimenti: questa dispensa, paragrafi 3.2, 3.5-3.6.
  10. Lezione del 05/04/2017 (2 ore):
    Un esempio di trasformazione di circuito meccanico traslazionale in Bond Graph.
    Un esempio di trasformazione di un circuito meccanico rotazionale in Bond Graph.
    Regole di assegnazione della causalità nei Bond Graph.
    Esempio di assegnazione della causalità sul Bond Graph di un sistema visto in precedenza.
    Riferimenti: questa dispensa, paragrafi 3.3-3.4, 3.7.
  11. Lezione del 10/04/2017 (2 ore):
    Riepilogo dell'assegnazione della causalità del Bond Graph.
    Regole per la derivazione di equazioni del sistema dal Bond Graph, nel caso senza loop algebrici e senza causalità derivative.
    Trasformazione delle equazioni del sistema alla forma matriciale.
    Due esempi di assegnazione della causalità e derivazione delle equazioni del sistema.
    Per il secondo esempio, passaggio dal BG al BD.
    Riferimenti: questa dispensa, paragrafo 3.8.
  12. Lezione del 12/04/2017 (2 ore):
    Risoluzione dei loop algebrici sui Bond Graph. Esempio.
    Risoluzione della causalità derivativa sui Bond Graph. Esempio.
    Significato fisico dei loop algebrici e della causalità derivativa.
    Corretto orientamento delle mezze-frecce di potenza quando le direzioni convenzionali sono indicate nel circuito.
    Corretto orientamento delle mezze-frecce di potenza per sistemi meccanici quando le direzioni convenzionali sono indicate come trazione e compressione.
    Riferimenti: questa dispensa, paragrafo 3.9 e appunti.
  13. Lezione del 26/04/2017 (2 ore):
    Introduzione a Matlab.
    Comandi elementari per la definizione di matrici e l'elaborazione di esse.
    Uso dell'help. Visualizzazione di esempi.
    L'operatore ":". Funzioni array.
    Alcuni semplici grafici.
    Riferimenti: questa dispensa, Capitoli 1 e 2, e appunti.