Obiettivi formativi:

Il corso mira a fornire le conoscenze necessarie al progetto ed all'utilizzo di catene di misura per il controllo e la regolazione e di asservimenti per l' automazione di processi e sistemi.
In particolare si tratteranno catene di misura per automazione, facendo riferimento ad applicazioni industriali e civili, di cui si studieranno casi di concreta realizzazione.

Programma:

I principali argomenti del corso sono qui elencati:
1) Richiami sui sistemi di controllo e di asservimento: il sistema controllato ed il suo modello, i sensori, gli attuatori, il controllore. Analisi, progetto e scelta degli elementi componenti il sistema di regolazione e servocomando. I controllori PID analogici e digitali. Introduzione alla logica “fuzzy”; controllori a logica "fuzzy".
2) Sistemi di acquisizione e registrazione di segnali analogici e digitali. Registrazione magnetica su nastro. Schema di un sistema di acquisizione dati digitale. La conversione analogico digitale: quantizzazione e codifica. Il campionamento dei segnali e l'aliasing. Esempi di convertitori A/D. Circuiti sample & hold. Conversione D/A. Il multiplexer. Esempi di architetture di sistemi di acquisizione segnali. Strumentazione virtuale: architetture e programmazione software.
3) Sistemi di condizionamento e trasmissione di segnali analogici e digitali. Amplificatori, filtri. Trasmissione seriale e parallela. Trasmissione di segnali elettrici ed ottici. Cenni ai disturbi elettromagnetici sui segnali.
4) Le immagini come veicolo di informazione in problemi meccanici, per l'automazione, la misura e il controllo. Richiami di ottica. Le immagini ed il tubo a raggi catodici. Il segnale analogico video. Telecamere a tubo e sensori CCD. Sistemi di acquisizione e analisi immagini digitali. Principali algoritmi per l'analisi delle immagini. Esempi applicativi.
5) Strumentazione e tecniche di misura per catene di controllo e di asservimento. (catene elementari, complesse, con integrazioni informatiche: es. tecniche di misura di grandezze meccaniche mediante analisi di immagini, ecc). Esempi di sistemi di regolazione e di asservimento.

Testi di riferimento:

Di volta in volta si indicheranno i riferimenti bibliografici relativi agli argomenti svolti. A titolo indicativo si fornisce una breve lista di alcuni testi utili.
1) Handbook of measurement science, P.H.Sydenham, vol.1, 2, ed. John&Wiley;
2) Feedback control of automatic systems, G.F.Franklin, J.D.Powell, A.Emani-Naeini, ed. Addison Wesley.
3) Image analysis handbook, ed. Graftek.
4) Il digitale, R.Giometti, F.Frascari, ed. Calderini.
5) Optical metrology, K.J.Gasvik, ed. John-Wiley & Sons
6) Strumentazione di misura e controllo nelle applicazioni industriali, A.Brunelli, vol. 1, 2, 3, 4, ed. G.I.S.I.
7) Measurement systems: application and design, E.Doebelin, ed. Mc Graw Hill;
8) Les capteurs en instrumentation industrielle, G. Asch, ed. Dunod;
9) Instrumentation for engineering measurements, J.W.Dally, W.F.Riley, K.G.Mc Connell, ed. John Wiley & sons;
10) Theory and design for mechanical measurements, R.S.Figliola, D.E.Beasley, ed John Wiley.

Modalità di svolgimento del corso e dell’esame:

Il corso si articola in lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio con diverse catene di misura e sistemi di acquisizione dati e immagini. Inoltre si organizzaranno seminari e visite presso aziende. Ogni studente è invitato a svolgere una tesina in laboratorio su alcuni degli argomenti del corso.
L'esame consiste nella discussione orale della tesina e degli argomenti del corso.