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Argomenti della materia “Sistemi elettronici e controllo” per il
secondo biennio
TERZO ANNO
COMPETENZE
ARGOMENTI
SISTEMI DI
NUMERAZIONE
CONOSCENZE
Sistemi di numerazione
posizionale
Essere in grado di
tradurre un valore da un
sistema di numerazine
all'altro
MICROPROCESSORE
Struttura modulare del
Processore, Funzionalità
dei moduli principali
Saper riconoscere le
caratteristiche funzionali
di una ALU e della CPU
Concetto di sistema
come insieme di elementi
atti a svolgere una ben
definita funzione.
Concetto di blocco
funzionale.
LabView
Iniziare ad usare le
piattaforme di
microcontrollori più
diffuse . Linguaggio C e
C++ (ambiente DEVC++)
Saper schematizzare un
sistema attraverso i
blocchi funzionali.
Utilizzare LabView
TEORIA DEI
SISTEMI
Primi cenni su demo
board con
microcontrollori (
Arduino, RaspBerry Pic
)
Progetti con board
Arduino/ RaspBerry
CONTENUTI
Sistemi di numerazione
posizionale Binario,
esadecimale, ottale.
Algoritmo di trasformazione tra
sistemi diversi
Somma, differenza, prodotto e
rapporto.
Concetto di complemento ad un
numero in base qualsias,
differenza come somma al
complemento.
Architettura di Von Neuman,
Comunicazione tra parti del
sistema : BUS, Unità Funzionali
Microprocessore : ALU MAR
MBR IR DECODIFICA GEN.
SEGNALI ETC.
registri fondamentali
Concetto di SISTEMA , schema
a blocchi
Concetto di Funzione di
trasferimento. Utilizzo FdT nel
dominio ( S) oppure (Jω) nei
Blocchi Funzionali. Analisi nel
dominio trasformato. LabView
Piccoli programmi con Board
microcontrollore
ARGOMENTI
TEORIA DEI SISTEMI
ELEMENTI PER
L'ANALISI DEI
SISTEMI E
PROPRIETA'
COMPONENTI
QUARTO ANNO
CONOSCENZE
COMPETENZE
Studio delle variabili di
sistema e delle proprietà
dello stesso.
Concetto di modello.
LabView
Conoscere il concetto di
stato di un sistema e sua
rappresentazione.
Equazione di stato e di
trasformazione di
ingresso - uscita
Individuazione dei
parametri, variabili e
relazioni che descrivono
un sistema.
Classificare i principali
modelli utilizzati
individuare le
caratteristiche e le
possibilità offerte dallo
studio di un sistema
Costruire un modello:
Utilizzare le proprietà
resistiva, capacitiva,
induttiva, determinare
Riconoscere l'ordine di
un sistema, le sue
proprietà ed il tipo di
sistema
METODI PER
L'ANALISI
Conoscenza dei simboli
grafici utilizzati per la
rappresentazione delle
proprietà elementari dei
componenti, i principi
per studiare le reti,
conoscere le procedure
per la risoluzione delle
reti stesse. Conoscere
l'operatore matematico
“ trasformata di Laplace
e le relative proprietà e
le trasformate delle
funzioni più usate.
Rappresentazione di un
sistema con schema a
blocchi
Ricavare la relazione
ingresso uscita di
componenti reali di tipo
mecanico, elettrico,
termico, idraulico
Un metodo per
antitrasformare.
Funzione di
trasferimento,
conoscenza ed utilizzo
SISTEMI CONTINUI
Conoscenza dei segnali
canonici utilizzati per il
test dei sistemi, e delle
risposte di un sistema di
ordine zero e di uno di
ordine uno ai segnali
canonici;
Programmi Semplici con
microcontrollori
(Arduino,RaspBerryPic )
Ampliare le conoscenze
sulle piattaforme dei
microcontrollori più
diffuse .
Ricavare la risposta dei
sistemi ai segnali e le
caratteristiche dinamiche
,
Prevedere la risposta
transitoria di un sistema
in base alle sue
caratteristiche;
Saper rappresentare sul
diagramma di Bode una
funzione con zeri e poli e
riconoscere le
caratteristiche del sistema
da essa rappresentata;
Progetti con board
Arduino/ RaspBerry
Utilizzare propriamente i
Linguaggi C e C++
(ambiente DEV-C++)
CONTENUTI
Definizione di sistema;
Parametri , Variabili e Stati di un
sistema
Relazioni in un sistema,
Classificazione dei sistemi;
Definizione di Modello;
Schemi a Blocchi
Grafi di transizione.
LabView
Sistemi dinamici deterministici;
Rappresentazione basata su
concetto di stato e su relazione
ingresso-uscita
Proprietà elementari sistema:
Capacità, resistenza, induttanzainerzia, tempo morto.
Proprietà sistemi ELETTRICI
IDRAULICI ; TERMICI ;
MECCANICI ;
Schema equivalente, utilizzo
conoscenze elettronica pregresse;
Trasformata di Laplace
Utilizzo trasformata
Proprietà trasformata
Trasformate di funzioni notevoli
Applicazioni della trasformata
Coincidenza trasformata di
Laplace con quella di Fourier
Funzione di trasferimento
Segnali canonici ed analisi
risposta di sistemi di ordine zero;
Analisi risposta di sistemi di
ordine uno a segnali canonici :
gradino unitario, Rampa unitaria,
segnale sinusoidale;
Risposta nel dominio della
frequenza.Condizionamento dei
segnali
Diagrammi di Bode
Metodi per ricavare la stabilità
Bode e Nyquist
Semplici Programmi con board
microcontrollore
ARGOMENTI
SISTEMA DI
ACQUISIZIONE ED
ELABORAZIONE DATI
QUINTO ANNO
CONOSCENZE
COMPETENZE
Trasduttori e circuiti di
condizionamento,
sensori.
Funzioni di
trasferimento
CONVERTITORI
ANALOGICO/DIGITAL
E - DIGITALE /
ANALOGICO
Conoscenza delle F.d.
STABILITA' E
CARATTERISTICHE
SISTEMI CONTROLLI
Comprendere il concetto
di stabilità di un
sistema;
T. dei principali
convertitori
Conoscenza del corretto
utilizzo dei convertitori
all'interno delle varie
tipologie di
interfacciamento;
Saper applicare i metodi
grafici per la
determinazione della
stabilità;
CIRCUITI DI
COMPENSAZIONE E
REGOLAZIONE
Microcontrollori (
Arduino, RaspBerry
Pic )
Comprendere il concetto
di compensazione per
eliminare un polo ed
inserirne uno di
comodo;
Conoscere gli schemi
dei circuiti di
compensazione;
Sapere programmare in
maniera evoluta i
microcontrollori più
diffuse . Linguaggio C e
C++ (ambiente DEVC++)
Inquadrare l'acquisizione
dati all'interno del
contesto più generale di
interazione tra sensori microprocessore/microco
ntrollore - attuatori
Utilizzo diagrammi a
blocchi per la
schematizzazione dei
sistemi. Acquisire
familiarità con le
Funzioni di
Trasferimento dei sistemi
più comuni
Saper dimensionare in
base ai parametri un
sistema di conversione;
Saper utilizzare
convertitori all'interno
delle varie tipologie di
interfacciamento;
Essere in grado di
stabilire il
comportamento dinamico
e statico di sistema;
Avere la capacità di
analisi grafica per la
determinazione della
stabilità di un sistema
Saper schematizzare in
via teorica le reti per
rendere un sistema stabile
Progetti con board
Arduino/ RaspBerry/PIC
CONTENUTI
Trasduttori, Circuiti a ponte :
ponte di Wheatstone, ponte di
Wheatstone con Amp.
Operazionale.
Condizionamento del segnale :
Amplificatore differenziale,
amplificatore da strumentazione,
schemi frequenti di circuiti per il
condizionamento del segnale con
Amp. Opeazionali.
Conversione, Quantizzazione,
Campionamento,
Sample and Hold, DAC:
DAC R-2R, DAC R-2R a scala
invertita,
Flash converter, ADC ad
approssimazioni successive,
ADC a rampa digitale, ADC
doppia rampa, Convertitore
Tensione Frequenza
Sistema di controllo di un
processo.
Comando e regolazione.
Analisi della stabilità dei sistemi
di controllo.
Criteri di stabilità;
Criteri di stabilità con
rappresentazione grafica; Criteri
di Bode e Nyquist
Reti attenuatrici, ritardatrici,
anticipatrici
Modi di regolazione : ON-OFF,
Proporzionale, Integrale,
Derivativa.
Sistemi PI
Sistemi PD, PID
Struttura interna di un
Microcontrollore;
Microcontrollore per la
soluzione di problemi di
automazione e controllo