Università degli Studi di Pisa

Corso di laurea in Ingegneria Gestionale

Specifica dell’insegnamento di CONTROLLI AUTOMATICI

a.a. 2002/03

Docenza

Docente: Prof. Andrea Caiti

Dipartimento di Sistemi Elettrici ed Automazione

Tel.: 050/565328

Fax: 050/565333

e-mail: caiti@dsea.unipi.it

WEB: http://www.dsea.unipi.it/Personnel/Professor/AndreaCaiti/index.htm

Tutore: Prof. Daniele Cecchi

Dipartimento di Sistemi Elettrici ed Automazione

Telefono:        050 / 565315

Fax: 050 / 56533

e-mail: daniele.cecchi@dsea.unipi.it

  1. Finalità ed obiettivi dell’insegnamento

La finalità dell'insegnamento è fornire sintetiche conoscenze di base sui problemi di  controllo e regolazione di sistemi dinamici, che caratterizzano i sistemi di automazione industriale di tipo tempo-continuo.

Obiettivo specifico è far conoscere i relativi strumenti di modellazione e analisi, rendere lo studente capace di impostare e risolvere problemi di analisi e problemi elementari di sintesi, fornire elementi riguardanti la realizzazione tecnologica nel campo dell’automazione e gestione degli impianti industriali.

  1. Pre-requisiti in ingresso e competenze minime in uscita

Pre requisiti (in ingresso)

Insegnamenti fornitori

 Saper risolvere sistemi di equazioni differenziali ordinarie lineari; saper calcolare l’integrale di funzioni elementari

Matematica

 Conoscere l'algebra delle matrici, e saper trattare problemi algebrici in spazi vettoriali

Metodi matematici e statistici

Conoscenze di base di fisica

Fisica generale

Competenze minime (in uscita)

Insegnamenti fruitori

Saper analizzare qualitativamente la risposta ad ingressi tipici di un sistema lineare

 

Saper determinare le proprietà di stabilità in ciclo chiuso di un sistema dall' analisi del suo comportamento in ciclo aperto

 

Conoscere le specifiche tipiche di un sistema di regolazione automatica in campo industriale (precisione, robustezza, sensitività), e saper analizzare le prestazioni di regolatori industriali standard (PID) in relazione alle specifiche

 

Conoscere la principale strumentazione di attuazione e misura necessaria alla implementazione di sistemi di automazione industriale

 
  1. Metodologia didattica

La metodologia didattica impiegata consiste in:

· lezioni ed esercitazioni in aula con uso di lavagna standard e lavagna luminosa;

  1. Programma, articolazione e carico didattico

Argomento

Lezioni

A

Esercit.

B

Lab.

C

Totale Ore di Carico Didattico = 3A+3B+C

Segnali e sistemi: segnali tipici nella regolazione automatica di impianti; sistemi dinamici e modelli differenziali; linearità; risposta libera e risposta forzata.

4

4

 

24

Analisi di sistemi dinamici lineari: Trasformata di Laplace, principali proprietà e suo uso nella soluzione di equazioni differenziali; funzione di trasferimento; risposta impulsiva; integrale di convoluzione; stabilità BIBO (ingresso limitato/uscita limitata); risposta in frequenza; tempo di salita, tempo di assestamento, banda passante.

8

8

-

48

Comportamenti tipici di sistemi del primo e secondo ordine

4

-

-

12

Sistemi di controllo e regolazione automatica: ad azione in avanti; in retroazione; sensibilità a variazioni parametriche e a disturbi; schemi a blocchi

4

-

-

12

Sistemi di controllo in retroazione: precisione e stabilità, specifiche di progetto

4

-

-

12

Regolatori industriali ed analisi di sistemi in retroazione: passaggio ciclo aperto ciclo chiuso, regolatori standard PID

4

4

-

24

Componenti di un sistema di automazione industriale: sensori e misure; precisione, sensitività, accuratezza; potenziometri, tachimetri; sensori di temperaura; sensori di pressione e portata; sensori ad induzione magnetica; attuatori elettrici (motori brushless, passo-passo); PLC

20

-

-

60

Introduzione al controllo digitale: strumenti di analisi, sintesi per discretizzazione, scelta del periodo di campionamento

6

2

-

24

Equazioni dinamiche nello spazio di stato: stato di un sistema dinamico; equazioni di stato, risposta impulsiva e funzione di trasferimento; stabilità; controllabilità; osservabilità; interconnessione di sistemi

10

6

-

48

Totale

64

24

-

264

  1. Materiale didattico

I testi base consigliati per il corso sono:

G. Marro: Controlli Automatici, Zanichelli, Bologna.

Videotapes Consorzio Nettuno, corsi di Fondamenti di Automatica

  1. Modalità di verifica/esame

L'esame per il superamento del corso è orale; nel corso dell' anno verranno proposti test di apprendimento che, se superati positivamente, contribuiscono alla  valutazione finale.




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