Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA BIOMEDICA
Insegnamento
FONDAMENTI DI AUTOMATICA (Numerosita' canale 1)
IN10103342, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA BIOMEDICA
IN2374, ordinamento 2017/18, A.A. 2019/20
N2cn1
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Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese FUNDAMENTALS OF CONTROL THEORY
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile STEFANO PINZONI ING-INF/04

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria dell'automazione ING-INF/04 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 30/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Syllabus
Prerequisiti: Concetti di base di: algebra lineare, analisi matematica, segnali e sistemi, elettrotecnica, fisica.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Si prevede che al termine del corso lo studente abbia sviluppato le competenze di base relative all'Ingegneria dei Sistemi.
In particolare, ci si aspetta che lo studente acquisisca le seguenti conoscenze e abilità:
1. Conoscere le problematiche che si possono affrontare con la teoria del controllo e il linguaggio proprio di tale teoria.
2. Essere in grado di costruire il modello matematico di un sistema a partire dalle equazioni della fisica.
3. Conoscere ed essere in grado di applicare le tecniche di analisi (sia nel dominio del tempo, sia nel dominio della frequenza) di sistemi dinamici lineari e invarianti nel tempo.
4. Conoscere i parametri fondamentali (sia nel dominio del tempo, sia nel dominio della frequenza) che caratterizzano un sistema dinamico e le relazioni approssimate tra tali parametri.
5. Essere in grado di utilizzare le principali metodologie per il progetto di semplici sistemi di controllo.
6. Essere in grado di utilizzare pacchetti software dedicati al controllo.
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite viene effettuata con una prova d’esame che può essere sostenuta in due diverse modalità:
1. Prove di accertamento in itinere. Si tratta di due prove scritte: la prima da sostenersi dopo circa 8 settimane dall'inizio del corso permette allo studente di acquisire fino a 18 punti. La seconda da sostenersi alla fine del corso permette allo studente di acquisire fino a 12 punti. La prima prova della durata di 2 ore consiste di 3 quesiti: (i) esercizio che richiede la costruzione di un modello a partire dalle equazioni della fisica, (ii) esercizio di analisi di un sistema lineare e (iii) domanda di teoria che richiede di analizzare e/o utilizzare in modo critico la teoria vista a lezione nella prima parte del corso. La seconda prova della durata di 1 ora e 40 minuti consiste di 2 quesiti: (i) progetto di un semplice sistema di controllo che rispetti specifiche assegnate e (ii) domanda di teoria che richiede di analizzare e/o utilizzare in modo critico la teoria vista a lezione nella seconda parte del corso.
2. Prova scritta da sostenersi in uno dei 4 appelli: permette allo studente di acquisire fino a 30 punti. La prova della durata di 2 ore consiste di 3 quesiti: (i) esercizio che richiede la costruzione di un modello a partire dalle equazioni della fisica e/o l'analisi del modello, (ii) progetto di un semplice sistema di controllo che rispetti specifiche assegnate e (iii) domanda di teoria che richiede di analizzare e/o utilizzare in modo critico la teoria vista a lezione.
Al punteggio ottenuto nella prova scritta, o alla somma dei punteggi ottenuti nelle due prove in itinere, vengono sommati fino a due punti assegnati sulla base di una tesina facoltativa dove lo studente deve sviluppare un codice Matlab per l'analisi e il progetto di un sistema di controllo.
Criteri di valutazione: 1. Capacità di risolvere problemi legati all'analisi ed alla sintesi di sistemi di controllo con spirito critico ed attenzione alla problematiche di stabilità e ai principi ingegneristici che informano la disciplina.
2. Capacità di presentare le proprie soluzioni in modo chiaro e preciso e di argomentare correttamente le proprie affermazioni.
3. Correttezza dei passaggi logici che argomentano le risposte
4. Capacità di dimostrare con rigore i risultati fondamentali della disciplina.
Contenuti: Introduzione al problema del controllo. Sistemi dinamici LTI a tempo continuo e loro rappresentazioni. Modellistica di sistemi elettrici, meccanici ed elettromeccanici. Modelli di stato. Linearizzazione. Sistemi del primo e secondo ordine. Specifiche nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza. Connessione di sistemi. Sistemi connessi in retroazione. Funzione di sensibilità, tipo del sistema ed errore a regime. Stabilità dei sistemi in retroazione. Criterio di Routh. Il luogo delle radici ed il suo utilizzo nella sintesi del controllore. Controllori standard PID. Risposta in frequenza, diagrammi di Bode e di Nyquist. Criterio di Nyquist. Margini di stabilità. Sintesi del controllore nel dominio della frequenza. Simulazione di sistemi dinamici con Matlab/Simulink.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Il corso consisterà in massima parte di lezioni frontali "alla lavagna" nelle quali verranno esposte le nozioni di base relative all'analisi di sistemi dinamici e alla sintesi di sistemi di controllo.
Alcune lezioni relative all'utilizzo di software dedicati (matab e simulink) saranno tenute con l'ausilio di calcolatore e videoproiettore.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Appunti e dispense verranno resi disponibili presso il sito del corso.
Testi di riferimento:
  • A. Ferrante, A. Lepschy, U. Viaro, Introduzione ai Controlli Automatici. Torino: Città Studi, 2008. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Interactive lecturing
  • Questioning
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • Matlab

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Industria, innovazione e infrastrutture La vita sott'acqua La vita sulla Terra