Obiettivi formativi
Il corso fornisce gli strumenti base per modellare, simulare e controllare sistemi elettromeccanici. In particolare, verrà presentata e discussa la tecnica modellistica Power-Oriented Graphs (POG). Nel corso verranno presentati molti esempi applicativi, sua lineari che non lineari. Gli esempi applicativi verranno sviluppati, prevalentemente, in ambiente Matlab/Simulink.
Prerequisiti
Trasformate di Laplace. Analisi temporale e frequenziale dei sistemi dinamici lineari. Stabilità dei sistemi dinamici retroazionati.
Contenuti dell'insegnamento
1) Tecnica modellistica Power-Oriented Graphs (POG) (2 CFU).
Sezioni di potenza e flussi di potenza. Tecniche modellistiche basate sui flussi di potenza: BG, POG e EMR. Blocchi di tipo Elaborazione e di tipo Connessione. Domini energetici. Struttura dinamica POG dei sistemi fisici. Connessioni in serie e in parallelo di elementi fisici. Esempi di modellazione di sistemi fisici.
2) Modello dinamico POG nello spazio degli stati. (1 CFU).
Come leggere il modello dinamico POG di un sistema fisico. Trasformazioni nello spazio degli stati. Trasformazione di Similitudine e trasformazione Congruente. Come ottenere un modello ridotto utilizzando le trasformazioni congruenti.
3) Programma POG Modeler (0,5 CFU).
Caratteristiche principali e come utilizzare il programma.
4) Esempi di modellazione POG e simulazione di sistemi fisici (2,5 CFU).
Ambienti Matlab e Simulink. Sistema di frizione idraulica. Sistema meccanico con non linearità (gioco e attrito Coulombiano). Sistemi lineari POG tempo-varianti. Sistema fisico biella manovella. Sistemi meccanici epicicloidali: modello completo e modello rigido ridotto. Sistemi meccanici epicicloidali: modello elastico ridotto. Sistemi meccanici epicicloidali: modellazione veloce. Esempi. Inversione ingresso-uscita di un sistema dinamico POG. Sistemi POG non lineari: il caso vettoriale ed esempi di sistemi scalari non lineari. Full Toroidal Variator (KERS). Continuous Variable Transmission (CVT). Collegamento dinamico di sottosistemi POG.
Programma esteso
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Bibliografia
Video e lucidi delle lezioni del docente.
Metodi didattici
Le lezioni teoriche e le esercitazioni verranno svolte in aula con l'ausilio di una lavagna e di un proiettore. I lucidi delle lezioni saranno disponibili in rete sul sito del docente.
Modalità verifica apprendimento
L'esame si compone di una parte teorica A) (max. 28 punti) e di un progetto scritto B) (max. 5 punti).
A) La parte teorica verrà svolta in forma scritta in presenza negli appelli di Gennaio/Febbraio e in forma orale negli appelli di Giugno/Luglio/Settembre.
A1) Compito scritto sulla parte teorica negli appelli di Gennaio/Febbraio (max. 28 punti).
a) durata: 90 minuti circa;
b) 12-16 domande teoriche o esercizi numerici;
c) durante il compito non sarà consentito consultare materiale didattico;
A2) Esame orale in presenza sulla parte teorica negli appelli di Giugno/Luglio/Settembre (max. 28 punti).
Durata media dell’orale : 60 min.
Struttura dell'esame orale: domande teoriche e piccoli esercizi sui principali argomenti del corso.
B) Il progetto scritto (5-10 pagine, max 5 punti) consiste nella modellistica e nella simulazione in ambiente Matlab/Simulink di un sistema fisico.
Il titolo del progetto scritto va concordato con il docente. Il progetto, una volta terminato, va inviato per email al docente.
Il punteggio finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nella parte teorica (max. 28 punti) e nel progetto scritto (max 5 punti).
La lode verrà assegnata se il punteggio finale supera 31.5.
Altre informazioni
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