MODELLISTICA E SIMULAZIONE
cod. 08390

Anno accademico 2009/10
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Automatica (ING-INF/04)
Field
Ambito aggregato per crediti di sede
Tipologia attività formativa
Attività specifiche della sede
81 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<br />Obiettivo  del corso e¿ fornire le basi teoriche e gli strumenti operativi della modellistica per sistemi continui e discreti, lineari e non lineari, applicabili ai processi e servizi industriali. Dall¿analisi dei processi condotta in base alle leggi della Fisica ed a conoscenze sperimentali, si ricava la funzione di transizione ingressi-uscite e da questa gli schemi per la simulazione con gli strumenti di laboratorio. La modellistica e la simulazione dei processi costituiscono poi la base di partenza per la progettazione e la verifica dei moderni sistemi di Automazione Industriale. Le lezioni frontali contribuiscono  a creare  competenza tecnico-economica sulle metodologie di progettazione e di realizzazione dei  sistemi di automazione dei processi industriali. Le esercitazioni creano competenza nell¿uso  pratico di strumenti di simulazione di ampia diffusione sul mercato.

Prerequisiti

<br />Le conoscenze propedeutiche per il Corso sono quelle impartite negli Insegnamenti di Analisi, Fisica, Fisica Tecnica della Laurea Triennale. Nessuna specifica precedenza fra i corsi del primo anno della Laurea Specialistica. E¿ consigliata la conoscenza dei fondamenti del corso ¿ Basi di Dati e Sistemi Informativi¿ ING-INF/05

Contenuti dell'insegnamento

<br />Gestione aziendale e processi industriali <br />-         I processi industriali come sistemi dinamici dotati di un bilancio energetico/economico <br />-         I vincoli energetici ed ambientali dei processi industriali<br />-         Il valore economico dei sistemi di automazione e l¿impatto delle loro prestazioni sui costi di produzione<br />-         La regolazione come strumento per la conduzione ottimale dei processi <br />-         Necessita¿ del modello del processo per una gestione corretta ed economica della produzione <br /> <br />        Dal sistema fisico al modello matematico <br />-         Modelli di sistemi continui con riferimento a esempi industriali<br />-         Modelli di sistemi ad eventi discreti deterministici e stocastici <br />-         Risposta nel tempo e analisi in frequenza per sistemi lineari ; applicazioni con Matlab<br />-         Componenti non lineari nei processi industriali ; punto di lavoro e dinamica in piccolo ed in grande <br />-         Modelli dinamici dei principali componenti elettronici per le applicazioni industrial<br /> <br />Analisi lineare dei sistemi   intorno al punto di lavoro <br />-         Analisi armonica e trasformata di Laplace ; applicazioni con Simulink <br />-         Sistemi in catena aperta ed in catena chiusa <br />-         Il problema della stabilità : criteri di Nyquist e Bode, Rootlocus ; applicazioni con TFI <br />-         La stabilita¿ dei sistemi lineari continui e discreti in presenza di ritardi finiti<br /> <br /> L¿impiego dei simulatori nei processi industriali <br />-         Simulatori per sistemi discreti relativi a catene di produzione <br />-         Simulatori per l¿addestramento del personale e per il collaudo dei sistemi di automazione <br />-         Simulatori in tempo reale per la diagnostica <br />-         Simulatori per la formulazione di strategie per ottimizzare la conduzione dei processi e per limitare le conseguenze di eventi accidentali <br /> <br /> Automazione dei Processi Industriali <br />-         Sistemi di controllo continui e discreti : regolatori PID, automi a stati finiti , sistemi basati su PLC<br />-         Progetto delle catene di Automazione basato su modello dinamico del processo <br />-         Il fattore umano nel controllo di processo; modelli comportamentali, il modello di Rasmussen<br />-         Esempi di automazione integrale di sistemi industriali <br /> <br /> 

Programma esteso

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Bibliografia

<br />Cavallaro A., Setola R., Vasca F. :Guida operativa a Matlab, Simulink e Control Toolbox, Liguori ed , 2000 <br /> Marro G. : Controlli Automatici V ed. , Zanichelli, 2004<br /> Carlucci D. : Teoria dei Sistemi ad Eventi Discreti, UTET 1998 <br /> Bridger R. S. : Introduction to Ergonomics , Taylor & Francis , II ed. , 2003<br /> Veronesi M. : Regolazione PID, Franco Angeli, 2006 <br /> Balduzzi F., Calafiore G. : Esercizi di Automazione , UTET, 2000 <br /> Shinners S. M. : Advanced Modern Control System Theory and Design ,John Wiley & Sons, Inc , 1998 

Metodi didattici

<br />  Le lezioni frontali si svolgono con il supporto di  slides e personal computer  connesso al proiettore, contenente i programmi  di simulazione dinamica necessari per lo svolgimento in tempo reale di esempi di modellistica e regolazione, anche con la partecipazione degli allievi. Il metodo d¿insegnamento e¿ basato sul richiamo delle leggi fisiche fondamentali, applicate alla modellazione di processi industriali, e sulla successiva elaborazione con strumenti matematici per arrivare alla formulazione dei modelli, lineari e non, da cui infine dedurre gli schemi di simulazione. Tali schemi vengono poi realizzati e provati tramite strumenti di simulazione di mercato.<br />Le esercitazioni si svolgono ogni due settimane sui PC del Laboratorio Gestionale dove gruppi di 3-4 allievi vengono guidati nello sviluppo e nella prova di schemi di simulazione e di regolazione dei sistemi industriali continui e discreti affrontati in aula e durante i compiti scritti. Alcune esercitazioni si svolgono nel Laboratorio di Meccanica per acquisire confidenza con i sistemi di automazione e manutenzione basati sulla tecnologia del Bus di Campo. L'esame consiste in una prova scritta ed una orale. Si svolgono due prove scritte  in itinere : se svolte con media sufficiente consentono l'esonero dalla prova scritta. Se svolte con media >= 24/30  rendono facoltativa la prova orale <br /> <br /><br /> <br /> <br />   

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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