Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2017/2018
Insegnamento: 
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA INFORMATICA, BIOMEDICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI
Settore disciplinare: 
AUTOMATICA (ING-INF/04)
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Prof. ARIOLA Marco
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Risultati attesi secondo gli indicatori di Dublino:
- Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve essere in
grado di analizzare i sistemi lineari e di individuarne le principali
caratteristiche, nel dominio del tempo e della frequenza.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Progettazione di
semplici filtri analogici in base alle carattestiche frequenziali desiderate.
- Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di valutare criticamente il
comportamento di un sistema lineare in presenza di forzamenti esterni o
di assegnate condizioni iniziali.
- Abilità comunicative: capacità di esprimere chiaramente procedure e
risultati relativamente all'analisi dei sistemi.
- Capacità di apprendere: saper integrare le conoscenze da varie fonti al
fine di conseguire una visione ampia delle problematiche connesse al
comportamento dei sistemi dinamici.

Prerequisiti

È necessario avere acquisito e assimilato i contenuti principali forniti dai
corsi di algebra lineare, fisica e analisi matematica, e in particolare:
- operazioni tra matrici;
- autovalori e autovettori;
- equazioni differenziali a coefficienti costanti;
- equazioni di semplici sistemi meccanici.

Contenuti

9 CFU
- Richiami e complementi di analisi e algebra (6 ore).
L’algebra delle matrici: calcolo dell’inversa. Definizione dell’esponenziale
di una matrice.
- Rappresentazione dei sistemi dinamici (12 ore).
Sistemi dinamici e modelli matematici. Variabili di ingresso e di uscita.
Sistemi algebrici e sistemi dinamici. Variabili di stato. Rappresentazioni
nello spazio di stato. Sistemi lineari e non lineari, varianti e invarianti nel
tempo, SISO e MIMO. Stato e uscita di equilibrio. Stabilità di uno stato di
equilibrio. Linearizzazione di sistemi non lineari nell’intorno di uno stato
di equilibrio.
- Analisi nel dominio del tempo dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI), a
tempo discreto e a tempo continuo (22 ore).
Rappresentazione dei sistemi LTI. Rappresentazioni equivalenti. Il
principio di sovrapposizione degli effetti. Evoluzione libera e evoluzione
forzata. I modi di evoluzione naturale. Modi dominanti. Calcolo della
risposta forzata all’impulso e al gradino. Parametri della risposta indiciale.
Risposta a regime e risposta in transitorio. Stabilità dei sistemi LTI. Il
criterio di Routh.
- Analisi nel dominio di Laplace dei sistemi LTI a tempo continuo (16 ore).
La trasformata di Laplace: definizioni e principali proprietà. Regole per
l’antitrasformazione. Definizione di funzione di trasferimento. Zeri e poli.
Calcolo dell’evoluzione di un sistema LTI nel dominio di Laplace.
Passaggio dalla rappresentazione tramite funzione di trasferimento ad
una rappresentazione i-s-u. Schemi a blocchi. Connessioni in serie,
parallelo e retroazione.
- Analisi nel dominio della frequenza dei sistemi LTI a tempo continuo (16
ore).
La funzione di risposta armonica e sua interpretazione. Risposta a regime
a segnali sinusoidali. Azione filtrante dei sistemi dinamici. I diagrammi di
Bode: tracciamento dei diagrammi asintotici e correzioni. Principali
parametri della risposta armonica.

Metodi didattici

Lezioni frontali; esercitazioni guidate.

Verifica dell'apprendimento

L'esame è diviso in una prova scritta e in una prova orale. La prova
scritta consiste di tre esercizi numerici a ciascuno dei quali viene
assegnato un punteggio. La prova scritta si intende superato con un
punteggio minimo di 16. Nella successiva prova orale, che si può svolgere
nella stessa giornata o a distanza di qualche giorno, viene valutata la
capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso.

Testi

P. Bolzern, R. Scattolini, N. Schiavoni, Fondamenti di Controlli Automatici,
4 ed., Mc Graw Hill Italia, 2015

Altre informazioni

Orario di ricevimento: Lunedì 10-11;
Mercoledì 17-18