Obiettivi formativi
Applicare tecniche di progettazione basata su modello per sistemi elettronici complessi di gestione della potenza;
Dominare tecniche avanzate per la modellazione e l’implementazione di sistemi di controllo applicati alla gestione dell’energia;
Prevedere l’affidabilità di sistemi elettronici di potenza e prendere decisioni per massimizzare la vita utile in fase di progettazione;
Individuare algoritmi diagnostici e prognostici per l’elettronica di potenza;
Conoscere e progettare circuiti di comando dei gate e sensori per dispositivi elettronici di potenza.
Prerequisiti
Sono propedeuticità consigliate: fondamenti di programmazione, architetture embedded, dispositivi elettronici, teoria del controllo, convertitori elettronici.
Contenuti dell'insegnamento
Progettazione basata su modello di convertitori elettronici di potenza;
Analisi numerica e strumenti di programmazione;
Modello di progetto a V e validazione MIL/SIL/PIL/HIL;
Sistemi di controllo versione;
Progettazione orientata all’affidabilità nell’elettronica di potenza;
Circuiti di controllo del gate per dispositivi elettronici di potenza;
Guasti, diagnostica e prognostica;
Sensori avanzati per il controllo di sistemi di potenza e dell’affidabilità.
Programma esteso
1. Model-based design of power converters and systems (2 h)
2. System partitioning and abstraction levels (2 h)
3. V-model, automatic test-benches and documentation (2 h)
4. Mil, sil, pil and hil validation and tools (2 h)
5. The building and programming system (2 h)
6 version control systems: basic principles and comparative analysis (2 h)
7. Numerical analysis: real-time computation (2 h)
8. Numerical analysis: solvers (2 h)
9 numerical analysis: optimizers (2 h)
10. Numerical analysis: system modeling and identification [tutorial] (2 h)
11. High-level modeling of power converters (2 h)
12. Control modeling for power converters [tutorial] (2 h)
13. Design-for-reliability in power electronics (2 h)
14. Lifetime models for power system components (2 h)
15. Simulation workflow for reliability prediction [tutorial] (2 h)
16. Gate drivers for power electronics devices (2 h)
17. Active gate drivers for wide bandgap devices (2 h)
18. Active thermal control of power electronics (2 h)
19. Faults in power electronics (2 h)
20. Power electronics diagnostics (2 h)
21. Prognostics algorithms (2 h)
22. Advanced sensors for power system control and reliability (2 h)
23. Logging and counting techniques (2 h)
24. Design of advanced sensing and driving circuits for power electronics [tutorial] (2 h)
Bibliografia
Orłowska-Kowalska Et Al., "Advanced And Intelligent Control In Power Electronics And Drives", Springer, 2014.
Lee Et Al., "Reliability Improvement Technology For Power Converters", Springer, 2017.
Iannuzzo F (ed.), Modern Power Electronic Devices: Physics, Applications, and Reliability. Stevenage, UK: IET;
2020.
Chung Et Al., "Reliability Of Power Electronic Converter Systems", Iet, 2015.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni su strumenti software di interesse.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale (obbligatorio) e progetto facoltativo su un argomento a scelta di rilevanza per le tematiche proposte.
Altre informazioni
In caso di restrizioni, le lezioni saranno erogate online, registrate su piattaforma Teams e pubblicate via Elly.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
7. Energia pulita e accessibile
12. Consumo e produzione responsabili
13. Agire per il clima
