Obiettivi formativi
Il corso si propone come obiettivi fondamentali quelli di fornire i complementi sulle tecniche di misura di grandezze meccaniche e termiche e di rendere lo studente in grado di effettuare correttamente l’acquisizione digitale di dati provenienti da sistemi meccanici in generale, di scegliere la più adatta metodologia di pre-processing e di eseguire analisi al fine dell’identificazione dei parametri caratteristici dei sistemi stessi e della loro diagnostica. Rispetto ai corsi base di Misure questo corso è incentrato sull'analisi dei segnali; vengono impartite e utilizzate tecniche di elaborazione numerica nel dominio del tempo e in quello delle frequenze (risposta in frequenza, funzione di coerenza, trasformata di Hilbert, cepstrum, trasformate tempo-frequenza, zoom-FFT); vengono inoltre impartite nozioni sulle tecniche di condizionamento analogico/digitale dei segnali.
Prerequisiti
Metrologia e sistemi per la misura ed il Monitoraggio
Contenuti dell'insegnamento
Fondamenti di analisi del segnale
Identificazione di sistemi
Programma esteso
Segnali nel dominio del tempo.
Classificazione dei segnali e loro caratteristiche: segnali logici e analogici, stazionari e non-stazionari, random e deterministici.
Analisi nel dominio del tempo: parametri statistici e correlazione.
Parametri statistici fondamentali per la descrizione dei segnali nel tempo.
Funzione di correlazione.
Tecniche avanzate di acquisizione dei segnali.
Richiamo e approfondimento di concetti affrontati nel corso di Misure Meccaniche e Termiche; strategie di acquisizione e tecniche evolute di campionamento.
L'Integrale di convoluzione e il Teorema della convoluzione.
Funzione delta di Dirac, risposta all'impulso; integrale di convoluzione, teorema della convoluzione, risposta in frequenza.
Analisi dei segnali nel domino delle frequenze.
Richiamo sugli algoritmi di Fourier, trasformata diretta e inversa; aliasing, risoluzione in frequenza, leakage e finestratura come applicazioni dell'integrale di convoluzione.
Caratterizzazione di un sistema nel dominio delle frequenze: spettri, autosprettri, cross-spettri, coerenza; stima della funzione di risposta in frequenza.
Trasformata di Hilbert, cepstrum, trasformate tempo-frequenza.
Bibliografia
Gli appunti del corso in formato PDF, proiettati a lezione, e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni (lucidi, schemi impiantistici, fogli Excel, filmati) sono resi disponili agli studenti tramite portale Elly.
In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:
- J. Bendat and A.G. Piersol: Engineering applications of correlation and spectral analysis, John Wiley and Sons
- J. Bendat and A.G. Piersol: Random Data, John Wiley and Sons
- G. D'Antona, Alessandro Ferrero Digital signal processing for Measurement systems, Springer
- A. Brandt, Noise and Vibration Analysis, signal analysis and experimental procedures, Wiley
Metodi didattici
Le lezioni saranno impartite tramite piattaforma teams, in diretta o registrate comunque con la presenza online del docente durante le ore previste. Saranno impartiti in analoga maniera i laboratori informatici.
Modalità verifica apprendimento
Esame svolto attraverso un compito scritto di circa 6 domande sugli argomenti del corso con possibili esercizi numerici.
Altre informazioni
Dispense e link a siti di interesse verranno forniti durante il corso
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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