{"id":26,"date":"2019-12-07T22:42:43","date_gmt":"2019-12-07T21:42:43","guid":{"rendered":"http:\/\/sites.unica.it\/roboweb\/?page_id=26"},"modified":"2019-12-11T02:46:56","modified_gmt":"2019-12-11T01:46:56","slug":"cam2005","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sites.unica.it\/roboweb\/cam2005\/","title":{"rendered":"CAM2005"},"content":{"rendered":"

Circuiti e algoritmi per la Meccatronica<\/span><\/b><\/i><\/p>\n

Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica – Facolt\u00e0 di Ingegneria –
\nUniversit\u00e0 di Cagliari – A.A. 2002\/03- 60 ore equivalenti a 6 crediti-I semestre
\n(Attivit\u00e0 formativa: Affine\/Integ.)<\/span><\/p>\n

Docente: Antonino Serri<\/span><\/a><\/strong><\/h3>\n

Descrizione sintetica<\/span><\/h2>\n

L’obiettivo del corso \u00e8 fornire strumenti teorici e pratici per formare, nell’allievo ingegnere elettronico, l’approccio “meccatronico” per la realizzazione di sistemi autonomi. Gli argomenti delle lezioni riguarderanno aspetti teorici e pratici con esempi HW, SW. Sono previste esercitazioni pratiche al calcolatore e con due microcontrollori: <\/span>Motorola HC11 (developer’s kit) e Hitachi H8 (robot della serie “Lego MINDSTORMS”). Per le esercitazioni relativamente a circuiti ed algoritmi saranno utilizzati Matlab e PSPICE.<\/span><\/p>\n

Obiettivi<\/span><\/b><\/p>\n

L’obiettivo del corso \u00e8 la formazione di ingegneri con competenze di progettazione meccatronica. Si intende quindi fornire agli studenti gli strumenti teorici necessari (conoscenze di controlli, di sensoristica, di metodi di attuazione e di progettazione di meccanismi) nonch\u00e9 educarli alla capacit\u00e0 di pensare e progettare in un’ottica integrata e rivolta al design di sistema. Al termine del corso gli studenti dovranno acquisire un approccio integrato e “meccatronico” per i problemi di design e progettazione; in questo contesto le conoscenze di base fornite dai moduli del corso pi\u00f9 teorici potranno essere valorizzate ed utilizzate come bagaglio tecnico per la progettazione integrata.<\/span><\/span><\/p>\n

Finalit\u00e0 del corso<\/span><\/h1>\n

Il corso si propone di far acquisire agli studenti le capacit\u00e0 di base richieste per progettare “macchine meccatroniche”, vale a dire sistemi che integrano la meccanica con un controllo immerso e che rispondano in tempo reale.
\nLe conoscenze di base che lo studente acquisisce sono quelle che rispecchiano gli stessi moduli fondamentali di un sistema meccatronico: i meccanismi, i sensori, gli attuatori, il controllo e l’interfaccia uomo-macchina.<\/span><\/p>\n

Programma<\/span><\/h2>\n

1. Introduzione alla meccatronica<\/a>: evoluzione della robotica,\u00a0 algoritmi di ottimizzazione e circuiti resistivi (3h lezione).<\/span><\/p>\n

2. Analisi e sintesi dei circuiti resistivi non lineari con l’approssimazione PWL (lineare a tratti). Generalit\u00e0 sull’insorgenza dei fenomeni caotici nei sistemi meccatronici. Il circuito di Chua come esempio del caos deterministico. Esercitazioni sperimentali e numeriche con PSPICE (6h lezione+9h laboratorio).<\/span><\/p>\n

3. HW: microprocessori, microcontrollori e DSP; sviluppo di sistemi embedded; algoritmi di controllo real-time; gerarchie di controllo e di comunicazione. Motorola HC11: architettura e funzionamento. Lego Mindstorms RCX: caratteristiche e funzionamento (6h). Esercitazione con misure su scheda HC11 e RCX (3h)<\/span><\/p>\n

4. SW: programmazione assembler e linguaggi ad alto livello. Crosscompilatore C per HC11. La programmazione grafica LabVIEW e Robolab per RCX. La programmazione JAVA e LeJOS, cenni a NQC per RCX (9h). Esercitazioni con crosscompilatore, Robolab, LeJOS (9h)<\/span><\/p>\n

5. Algoritmi di ottimizzazione: metodi unidimensionali, algoritmi di ricerca, algoritmi di discesa, algoritmi non deterministici (6h). Esercitazioni con Matlab (optimization e neural network toolbox): algoritmi deterministici, algoritmi neurali e genetico (3h lezione+6h laboratorio)<\/span><\/p>\n

Articolazione temporale<\/span><\/em><\/h1>\n

Numero totale di ore di lezione: 30
\nNumero totale di ore di esercitazione: 30
\nNumero complessivo di ore: 60 (6 crediti)<\/span><\/p>\n

Testi di riferimento<\/span><\/em><\/span><\/h1>\n

1. “Recent advances in Mechatronics”, O. Kaynak et alii, Springer Verlag, 1999.
\n2. “*”, Kovalic, Pizzo
\n3. “Design with microcontrollers”, J.B. Peatman, Mc Graw Hill, 1988.
\n4. “*”, Chua,”
\n5. Pubblicazioni del docente e Risorse multimediali dal WEB<\/span><\/p>\n


\nNOTA<\/em>\u00a0per la declaratoria: “Nell’ambito dello sviluppo delle relative applicazioni dei due filoni complementari dei campi elettromagnetici e dei circuiti elettrici ed elettronici nell’ingegneria civile, industriale e dell’informazione, si studiano i circuiti, sia analogici sia digitali, ed i relativi modelli: lineari, non lineari e tempo-varianti, a parametri concentrati e distribuiti, di segnale e di potenza, mono e multidimensionali. ”
\nIn particolare in CAM, l’approccio circuitale \u00e8 applicato ad analisi, sintesi, modellistica numerica e progettazione automatica dei sistemi meccatronici.<\/span><\/p>\n

Metodologia didattica<\/span><\/em><\/span><\/h1>\n

Gli argomenti teorici del corso verranno proposti facendo sempre riferimento a casi concreti, in modo da invitare gli studenti ad una partecipazione attiva. Per alcuni argomenti su cui si richiede una conoscenza specialistica particolare, il titolare del corso potr\u00e0 essere affiancato da alcuni esperti. La parte sperimentale verr\u00e0 sviluppata mediante l’impiego dei LEGO Mindstorms<\/span><\/p>\n

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