Allotta Pugi - Meccatronica: Azionamenti elettrici ed oleodinamici.
II Edizione Gennaio 2016
Obiettivi Formativi
Scopo del Corso è fornire una serie di competenze integrate relative alla progettazione di sistemi elettromeccanici con particolare riferimento alla applicazione nei settori della robotica, della automazione e quindi della meccatronica propriamente detta.
La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving., : La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica.
La conoscenza dei principi di progettazione degli impianti produttivi e dei processi, delle infrastrutture logistiche di impianto per la movimentazione e lo stoccaggio dei materiali. La comprensione dei vantaggi e dei limiti delle scelte di processo e impiantistiche nei diversi contesti di applicazione., La conoscenza del settore dei veicoli terrestri approfondendo gli aspetti strutturali delle varie tipologie di veicoli. La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna., La conoscenza del settore dell’automazione e della controllistica. La conoscenza di sistemi meccatronici., La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell'ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare e realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati; La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica., La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni., La capacità di realizzare progetti ingegneristici adeguati al loro livello di conoscenza e di comprensione, lavorando in collaborazione con ingegneri e non ingegneri. I progetti possono riguardare componenti, apparati e sistemi meccanici di vario genere e per le più ampie applicazioni., La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, conoscendone i limiti e le potenzialità; in particolare la capacità di condurre esperimenti anche complessi, gestire ed impiegare strumentazione e software avanzati, con capacità di analisi adeguata.
Prerequisiti
Conoscenze di:
- Fisica Generale I e II;
- Elettrotecnica e macchine elettriche;
- Elettronica Applicata;
- Modellazione e controllo di sistemi LS (LTI).
Metodi Didattici
Lezioni Frontali e visite tecniche
Altre Informazioni
Fornire competenze relative a progettazione, simulazione ed uso di sistemi di trazione elettrica ed ibrida.
Sviluppo di conoscenze multidiscplinari in ambito meccatronico
Modalità di verifica apprendimento
Si prevede la preparazione di un elaborato di gruppo che viene presentato in sede di esame orale.
L'esame orale si articola nelle seguenti fasi:
1)presentazione del'elaborato 10-15 minuti
2)circa due quesiti teorici relativi al programma del corso (circa 15-20minuti)
3)Un esercizio: dimensionamento di un impianto, di un sistema o di un componente secondo quanto previsto nel programma del corso (durata circa 10 minuti)
La durata complessiva dell'esame non supera i 40-45 minuti
Il corso prevede l'acquisizione di conoscenze fondamentali relative a scelta e modellazione di diverse tipologie di azionamento idraulico, pneumatico ed elettrico. In particolare vengono enfatizzati aspetti relativi alla scelta ed alla integrazione del sistema di attuazione all'interno di sistemi di automazione complessa con particolare attenzione alla cura di aspetti sinergici relativi ad efficienza, controllabilità ed armonizzazione del sistema di attuazione all'interno di un più generale processo di progettazione della macchina.
Programma del corso
1 Macchine Elettriche
Motore DC
Convertitori Statici: Chopper Abbassatore ed Elevatore, chopper 2 e quattro quadranti, Modulazione PWM
Controllo di Armatura ed Indebolimento Campo motori DC
Motori Asincroni Modellazione
Inverter: Mono e Trifase, tecniche di pilotaggio (SVM)
Controllo Vettoriale di Macchine Asincrone (FOC Diretto ed Indiretto DTC controlli non vettoriali come V/HZ )
Motori Brushless, modellazione e controllo vettoriale.
Motori a passi modellazione e controllo
Applicazioni Direct Drive
2 Sistemi Idraulici e pneumatici:
Principi fisici fondamentali
Principali componenti
Servo-valvole e modellazione della risposta in frequenza
Esempi di circuiti idraulici e pneumatici
Elettronica Industriale
Sensori utilizzati per il controllo asse
Estensimetria
Trattamento dei segnali analogici/amplificatori operazionali
4 Elementi di meccanica delle trasmissioni