DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI ENERGETICI

Introduzione al corso. Rassegna sulla modellazione dinamica e applicazione alle turbine a gas.

Introduzione ai controlli automatici.
Le strategie di controllo. La progettazione di un sistema di controllo e i suoi requisiti.
La dipendenza dell’azione correttiva dall’errore (esempio di regolazione turbina a vapore).

Il controllo di livello. Esercitazione regolazione livello serbatoio con Scilab.

Sistemi orientati. La matrice di trasferimento di sistemi dinamici lineari tempo-invarianti.
Sistemi energetici basati sul ciclo a vapore e ciclo turbogas. Cogenerazione. Analisi ingressi/uscite del generatore di vapore.

Analisi ingressi/uscite della turbina a vapore e del turbogas. Richiami sulla cogenerazione.
Il controllo modulante e il controllo logico/sequenziale.
Il governor del gruppo a vapore.

Il controllo locale di generatore di vapore e turbina in un gruppo a vapore.
Il governor meccanico del turbogas.

Il governor elettronico del turbogas.
Lo start up di turbogas.

Lo shutdown di turbogas.
Start up e shutdown di impianti a vapore.
Le architetture di controllo Direct Digital Control e Distributed Control System di impianti per la conversione dell’energia.

La definizione di strategie ottimali per la gestione di un sistema energetico. Esempio di programmazione lineare applicata ad un impianto a vapore a derivazione.

Il processo di modellazione matematica e le sue fasi.

Classificazione dei modelli. Il ruolo dei modelli nello sviluppo di un nuovo prodotto/processo.
I modelli nello spazio degli stati.

Procedura per lo sviluppo di modelli nello spazio degli stati.
Analogie tra domini meccanico, elettrico, termico e fluidodinamico.

Esempio di sviluppo di un modello dinamico di un calorimetro. Implementazione in Matlab, Scilab e OpenModelica.

Introduzione alla rappresentazione mediante bond graph.
Il legame energetico e quello di controllo. I componenti sorgente, accumulo, dissipatore, giunzione 0 e 1, trasformatore e giratore.

Il convection bond e i componenti termofluidodinamici.
La causalità.

Esempio di rappresentazione di un banco prova motore mediante bond graph.
Introduzione alla linearizzazione.

La linearizzazione dell’equazione di stato e dell’equazione di uscita di un modello nello spazio degli stati.

L’identificazione parametrica.

Esempio di identificazione parametrica applicata ad un manometro.

Modello statico dettagliato, modello dinamica dettagliato e modello dinamico lineare di turbogas aeronautico.

L’incertezza di validazione.
Introduzione alla diagnostica.