PRINCIPI DI ELETTROTECNICA ED AUTOMATICA

Nicola FEMIA PRINCIPI DI ELETTROTECNICA ED AUTOMATICA

0612600021
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA GESTIONALE
2017/2018

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2016
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
1PRINCIPI DI ELETTROTECNICA ED AUTOMATICA
660LEZIONE
2PRINCIPI DI ELETTROTECNICA ED AUTOMATICA
660LEZIONE
Obiettivi
L’INSEGNAMENTO TRATTA GLI ARGOMENTI DI BASE DELL’ELETTROTECNICA, DELLA TEORIA DEI SISTEMI E DEI CONTROLLI AUTOMATICI, CON APPLICAZIONI NEL CONTESTO DELL’INGEGNERIA INDUSTRIALE.

[CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE]. LO STUDENTE ACQUISISCE LA CONOSCENZA DEI PRINCIPALI ELEMENTI DEI CIRCUITI LINEARI, LE PROPRIETÀ, I METODI DI ANALISI E DI SOLUZIONE DEI CIRCUITI NEI DOMINI DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA. LO STUDENTE ACQUISISCE IL CONCETTO DI SISTEMA E DI MODELLO E IL LEGAME TRA IL SISTEMA E LA SUA RAPPRESENTAZIONE MATEMATICA, I CONCETTI FONDAMENTALI DI DINAMICA LINEARITÀ ED INVARIANZA, IL CONCETTO ASTRATTO DI STABILITÀ E LA SUA UTILITÀ NELLA RAPPRESENTAZIONE DI SISTEMI CONCRETI APPARTENENTE AI DOMINI DELLA ELETTRICITÀ DELLA MECCANICA ETC, IL CONCETTO DI CONTROREAZIONE COME PARADIGMA UNIVERSALE PER LA STABILIZZAZIONE E IL CONTROLLO.

LO STUDENTE ACQUISISCE LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEL FUNZIONAMENTO DEI CIRCUITI E DEI COMPONENTI NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA, DELLE RELAZIONI FRA I COMPONENTI, DELLE IMPLICAZIONI ENERGETICHE FRA COMPONENTI ELETTRICI E DI SEMPLICI IMPIANTI ELETTRICI. LO STUDENTE ACQUISISCE LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEGLI STRUMENTI ANALITICI E GRAFICI USATI NELL’ANALISI DEI SISTEMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE, E IL LORO IMPIEGO NELLA CARATTERIZZAZIONE DI REGOLATORI ED ASSERVIMENTI.

[APPLICAZIONE DELLE CONOSCENZE E DELLE CAPACITÀ DI COMPRENSIONE] LO STUDENTE DOVRÀ SAPER:
- FORMULARE PROBLEMI CIRCUITALI LINEARI IN REGIME STAZIONARIO E SINUSOIDALE CON I METODI DELLE EQUAZIONI CIRCUITALI, DELLA SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI, DEI GENERATORI EQUIVALENTI, DEI POTENZIALI NODALI, EVENTUALMENTE COMBINATI CON IL METODO DEI FASORI;
- RISOLVERE SEMPLICI PROBLEMI DI REGIME IN FORMA SIMBOLICA E CON L’AUSILIO DI UNA CALCOLATRICE SCIENTIFICA;
- FORMULARE PROBLEMI DI CIRCUITI LINEARI (I ORDINE) IN TRANSITORIO PER L’ANALISI NEL DOMINIO DEL TEMPO MEDIANTE LE EQUAZIONI CIRCUITALI;
- SCEGLIERE LA FORMULAZIONE E IL METODO DI SOLUZIONE PIÙ OPPORTUNO IN FUNZIONE DEL PROBLEMA;
- ANALIZZARE E DIMENSIONARE, NEL LIMITE DELL’ANALISI LINEARE, COMPONENTI E CIRCUITI IN FUNZIONE DELL’APPLICAZIONE (AD ES. CAVI E CONDENSATORI DI RIFASAMENTO NEGLI IMPIANTI, FILTRI PASSIVI)
- RICAVARE IL MODELLO MATEMATICO, ESPRESSO DA EQUAZIONI DIFFERENZIALI, DI SEMPLICI SISTEMI CONCRETI;
- CARATTERIZZARNE LE PROPRIETÀ DI DINAMICITÀ, LINEARITÀ, INVARIANZA, USARE STRUMENTI ANALITICI PER CARATTERIZZARNE VERSIONI APPROSSIMATE LINEARI E INVARIANTI;
- EFFETTUARE PER SISTEMI LTI LA TRASFORMAZIONE DAL MODELLO NELLO SPAZIO DI STATO AL MODELLO INGRESSO USCITA E VICEVERSA;
- LIMITATAMENTE AI MODELLI LINEARI ED INVARIANTI DOVRÀ SAPERNE CALCOLARE L’EVOLUZIONE LIBERA E FORZATA USANDO STRUMENTI DI ANALISI NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA VARIABILE DI LAPLACE;
- ANALIZZARE LA STABILITÀ DI SISTEMI LTI APPLICANDONE I RELATIVI CRITERI;
- VALUTARE LE PRESTAZIONI SULLA BASE LE MODELLO MATEMATICO A CICLO APERTO PER I SISTEMI DI CONTROLLO A CONTROREAZIONE, CARATTERIZZANDONE LA RISPOSTA SIA NEL DOMINIO DEL TEMPO CHE IN QUELLO DELLA FREQUENZA;
- USARE LE TECNICHE DI DISCRETIZZAZIONE TEMPORALE (CAMPIONAMENTO) PER TRASFORMARE SISTEMI A TEMPO CONTINUO IN SISTEMI A TEMPO DISCRETO, OPPURE MISTI.

Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI SONO INDISPENSABILI ALCUNE CONOSCENZE DI MATEMATICA E FISICA (ALGEBRA LINEARE, ALGEBRA NEL CAMPO REALE E COMPLESSO, ANALISI MATEMATICA, ELEMENTI DI CINEMATICA E DINAMICA DEI SISTEMI MECCANICI, ELETTROMAGNETISMO STAZIONARIO E QUASI STAZIONARIO). SONO PROPEDEUTICI GLI ESAMI DI MATEMATICA 2 E FISICA.
Contenuti
MODULO DI PRINCIPI DI ELETTROTECNICA (6 CFU)
• GRANDEZZE ELETTRICHE ED ELEMENTI CIRCUITALI. CIRCUITI DI BIPOLI, LEGGI DI KIRCHHOFF. ELEMENTI DI TEORIA DEI GRAFI. EQUIVALENZA FRA BIPOLI. TEOREMI: CONSERVAZIONE DELLE POTENZE ELETTRICHE, SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI, THÉVENIN/NORTON, MASSIMO TRASFERIMENTO DI POTENZA.
• CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO. CIRCUITI A REGIME SINUSOIDALE: METODO DEI FASORI, POTENZA, RIFASAMENTO
• SISTEMI TRIFASE SIMMETRICI, EQUILIBRATI E SQUILIBRATI, A TRE O QUATTRO FILI, MISURE DI POTENZA, LINEE ELETTRICHE, FILTRI PASSIVI.
• CIRCUITI DINAMICI DEL I ORDINE, EVOLUZIONE LIBERA E FORZATA, TRANSITORIO E REGIME, VARIABILI DI STATO.
MODULO DI PRINCIPI DI AUTOMATICA (6 CFU).
• SISTEMI A TEMPO CONTINUO. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. TRASFORMATA DI LAPLACE. STABILITÀ DEI SISTEMI LINEARI E CRITERIO DEGLI AUTOVALORI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA. RISPOSTA AL GRADINO DI SISTEMI DEL I E II ORDINE. SCHEMI A BLOCCHI. REALIZZAZIONE. RITARDO TEMPORALE. TEOREMA DELLA RISPOSTA ARMONICA. RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DELLA FUNZIONE DI RISPOSTA ARMONICA. DIAGRAMMI DI BODE, POLARE, DI NICHOLS
• CENNI SUI SISTEMI DI CONTROLLO IN RETROAZIONE. STABILITÀ. CRITERI DI NYQUIST, DI BODE. ANALISI DELL'ERRORE A REGIME.
• SISTEMI A TEMPO DISCRETO. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. TRASFORMATA ZETA. STABILITÀ, CRITERIO DEGLI AUTOVALORI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA.



MODULO DI PRINCIPI DI ELETTROTECNICA (6 CFU)
• GRANDEZZE ELETTRICHE ED ELEMENTI CIRCUITALI. CIRCUITI DI BIPOLI, LEGGI DI KIRCHHOFF. ELEMENTI DI TEORIA DEI GRAFI. EQUIVALENZA FRA BIPOLI. TEOREMI: CONSERVAZIONE DELLE POTENZE ELETTRICHE, SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI, THÉVENIN/NORTON, MASSIMO TRASFERIMENTO DI POTENZA.
• CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO. CIRCUITI A REGIME SINUSOIDALE: METODO DEI FASORI, POTENZA, RIFASAMENTO
• SISTEMI TRIFASE SIMMETRICI, EQUILIBRATI E SQUILIBRATI, A TRE O QUATTRO FILI, MISURE DI POTENZA, LINEE ELETTRICHE, FILTRI PASSIVI.
• CIRCUITI DINAMICI DEL I ORDINE, EVOLUZIONE LIBERA E FORZATA, TRANSITORIO E REGIME, VARIABILI DI STATO.
MODULO DI PRINCIPI DI AUTOMATICA (6 CFU).
• SISTEMI A TEMPO CONTINUO. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. TRASFORMATA DI LAPLACE. STABILITÀ DEI SISTEMI LINEARI E CRITERIO DEGLI AUTOVALORI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA. RISPOSTA AL GRADINO DI SISTEMI DEL I E II ORDINE. SCHEMI A BLOCCHI. REALIZZAZIONE. RITARDO TEMPORALE. TEOREMA DELLA RISPOSTA ARMONICA. RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DELLA FUNZIONE DI RISPOSTA ARMONICA. DIAGRAMMI DI BODE, POLARE, DI NICHOLS
• CENNI SUI SISTEMI DI CONTROLLO IN RETROAZIONE. STABILITÀ. CRITERI DI NYQUIST, DI BODE. ANALISI DELL'ERRORE A REGIME.
• SISTEMI A TEMPO DISCRETO. LINEARIZZAZIONE ED EQUILIBRIO. RAPPRESENTAZIONI DELLO STATO. TRASFORMATA ZETA. STABILITÀ, CRITERIO DEGLI AUTOVALORI. EVOLUZIONE LIBERA E MODI NATURALI. FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. RISPOSTA FORZATA.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO SI ARTICOLA IN DUE MODULI, CIASCUNO DEI QUALI PREVEDE LEZIONI (65%) ED ESERCITAZIONI (35%) IN AULA. L'INSEGNAMENTO PREVEDE L'OBBLIGO DI FREQUENZA, È EROGATO IN PRESENZA E LA LINGUA DI INSEGNAMENTO È L’ITALIANO.
Verifica dell'apprendimento
L’ESAME CONSISTE IN DUE PROVE SCRITTE, UNA PER MODULO (CON ESERCIZI NUMERICI, SIMBOLICI E DOMANDE A RISPOSTA APERTA O MULTIPLA), E UNA PROVA ORALE (FACOLTATIVA). LE PROVE SI TENGONO DI NORMA IN GIORNI DIVERSI. LA VALUTAZIONE DI CIASCUNA PROVA È UN VOTO IN TRENTESIMI, CON EVENTUALE LODE. IL VOTO DELL’ESAME È DETERMINATO DALLA MEDIA DEI VOTI CONSEGUITI.
LE PROVE SONO FINALIZZATE A VALUTARE, NEL COMPLESSO, LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI A LEZIONE, LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE.
Testi
- G. RIZZONI, ELETTROTECNICA - PRINCIPI E APPLICAZIONI, III ED., MCGRAW-HILL, MILANO, 2013
- F. BASILE, P. CHIACCHIO, LEZIONI DI AUTOMATICA VOLUME I, MAGGIOLI EDITORE, 2013 (PRINCIPI DI AUTOMATICA)
- DISPENSE E ALTRO MATERIALE DIDATTICO SUL SITO: WWW.ELETTROTECNICA.UNISA.IT.

ALTRI TESTI CONSIGLIATI
- C.K.ALEXANDER, M.N.O.SADIKU - CIRCUITI ELETTRICI, IV ED., MCGRAW-HILL, MILANO, 2014
- P. BOLZERN, R. SCATTOLINI, N. SCHIAVONI, FONDAMENTI DI CONTROLLI AUTOMATICI - 4 ED., MCGRAW-HILL
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]