Fabrizio CACCAVALE | SEGN. E SIST. - MOD. FONDAMENTI DI SISTEMI DINAMICI

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Lo scopo del corso è quello di fornire i concetti essenziali e le metodologie di base per l’analisi dei sistemi lineari e stazionari ad un ingresso ed una uscita nel dominio temporale, nel dominio di Laplace e nel dominio della frequenza.

• Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente deve dimostrare di conoscere e comprendere le metodologie per la modellazione astratta di realtà fisiche; le caratteristiche fondamentali e le più importanti proprietà strutturali dei sistemi dinamici, con particolare riferimento ai sistemi lineari e stazionari; le tecniche di analisi dei sistemi lineari e stazionari nel dominio temporale, nel dominio di Laplace e nel dominio della frequenza; i concetti di base per affrontare la simulazione dei sistemi dinamici.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente deve dimostrare di essere in grado di modellare sistemi concreti in diversi ambiti applicativi; classificare i sistemi dinamici; calcolare la risposta di sistemi lineari e stazionari mediante tecniche analitiche; individuare le proprietà della risposta dei sistemi lineari e stazionari ad ingressi canonici e loro combinazioni lineari; analizzare le proprietà di stabilità di un sistema lineare e stazionario.
• Autonomia di giudizio: lo studente deve essere in grado di saper valutare in maniera autonoma le proprietà fondamentali di un sistema fisico mediante modellazione astratta dello stesso e di impostare l’analisi del comportamento di un sistema lineare e stazionario, selezionando autonomamente le tecniche di analisi più appropriate al livello di dettaglio richiesto.  
• Abilità comunicative: lo studente deve avere la capacità di presentare in maniera chiara utilizzando, se necessario, un linguaggio comprensibile anche a persone non esperte, gli aspetti principali dell’analisi dei sistemi dinamici.
• Capacita? di apprendimento: lo studente deve essere in grado di consultare in maniera autonoma testi di Teoria dei Sistemi al fine di estendere le conoscenze di base acquisite nel corso.

È consigliabile avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze e metodologie fornite dagli insegnamenti di matematica e fisica di base, nonché dai corsi di “Elettrotecnica” e di “Teoria dei Segnali”:

• conoscenza dell’algebra lineare (vettori e matrici) e dell’analisi matematica (limiti, funzioni, calcolo differenziale);
• conoscenze dei concetti fondamentali di meccanica, termodinamica ed elettromagnetismo (analisi dei circuiti);
  
• proprietà e operazioni fondamentali sui segnali deterministici.

• ??????????????Proprietà dei sistemi (12 ore di lezione, 3 ore di esercitazione)
• Studio dei sistemi lineari e stazionari nel domino della trasformata (6 ore di lezione, 6 ore di esercitazione)
• Risposta dei sistemi lineari e stazionari a segnali canonici (12 ore di lezione, 6 ore di esercitazione)
• Caratterizzazione dei sistemi lineari e stazionari nel dominio della frequenza (6 ore di lezione, 3 ore di esercitazione)

???????Proprietà dei sistemi (12 ore di lezione, 3 ore di esercitazione): Definizione di sistema astratto orientato, Classificazione elementare dei sistemi, Modelli ingresso-uscita e ingresso-stato-uscita, Interconnessione di sistemi, Causalità, Invarianza temporale, Stabilità, Linearità, Modelli ingresso-uscita e ingresso-stato-uscita di sistemi lineari tempo-invarianti (lineari e stazionari) a tempo continuo e a tempo discreto. 

Studio dei sistemi lineari e stazionari nel domino della trasformata (6 ore di lezione, 6 ore di esercitazione): Trasformata di Laplace e sua applicazione all’analisi dei sistemi lineari e stazionari a tempo continuo. 

Risposta dei sistemi lineari e stazionari a segnali canonici (12 ore di lezione, 6 ore di esercitazione): Risposta impulsiva e convoluzione, Risposta indiciale, Risposta ad ingressi sinusoidali e a fasori, Risposta ad ingressi periodici, La funzione di trasferimento e gli schemi a blocchi, Sistemi elementari. 

Caratterizzazione dei sistemi lineari e stazionari nel dominio della frequenza (6 ore di lezione, 3 ore di esercitazione): La risposta armonica, Rappresentazioni grafiche della risposta armonica, Fedeltà di risposta e separazione di segnali mediante filtraggio, Banda passante.

Il corso è organizzato nel seguente modo:

• lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso (36 ore);
  
• esercitazioni numeriche in aula (18 ore).

Sono previste 2 verifiche in itinere scritte, tese ad accertare la conoscenza degli argomenti tratti durante il corso e la capacità di applicare le tecniche di analisi apprese. La prima verifica viene svolta a metà corso; essa verte sulle proprietà generali dei sistemi e sullo studio dei sistemi lineari e stazionari nel domino della trasformata. La seconda verifica viene svolta immediatamente dopo la conclusione del corso; essa verte sulla risposta dei sistemi lineari e stazionari a segnali canonici e sulla caratterizzazione dei sistemi lineari e stazionari nel dominio della frequenza. A ciascuna prova è assegnata una valutazione espressa mediante la scala: A, B, C, D, E, F (una valutazione pari ad F in una delle due prove preclude l’accesso alla prova orale). Gli allievi che superano entrambe le prove con una valutazione almeno pari ad E accedono alla prova orale, in cui sarà valutata la capacità di collegare e confrontare gli argomenti trattati durante il corso. Il voto finale sarà determinato sulla base del risultato delle verifiche in itinere e sull’accertamento della capacità di collegare e confrontare argomenti e metodologie apprese.

Gli allievi che non intendono partecipare (o non superano) le verifiche in itinere possono svolgere l’esame nella modalità tradizionale, che prevede:

• una prova scritta tesa ad accertare la capacità di applicare le tecniche di analisi apprese;
  
• una prova orale, in cui sarà valutata la capacità di collegare e confrontare gli argomenti trattati durante il corso.

Il voto finale sarà determinato sulla base della valutazione della prova scritta e sull’accertamento della capacità di collegare e confrontare argomenti e metodologie apprese.

• Dispense e materiali integrativi disponibili su http://www2.unibas.it/caccavale/ fsd.html o  http://docenti.unibas.it/site/home/docente.html?m=003376.
• Testi di riferimento:
  
  • S. Chiaverini, F. Caccavale, L. Villani, L. Sciavicco, “Fondamenti di Sistemi Dinamici”, McGraw-Hill Italia
    
• Testi per eventuali approfondimenti:
  
  • Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni, “Fondamenti di controlli automatici 2/ed” McGraw-Hill Italia

All’inizio del corso il docente descrive obiettivi, programma e metodi di verifica del corso, indicando dove reperire il materiale didattico on line.

L’orario di ricevimento è fissato per il mercoledì dalle ore 10:30 alle ore 12:30 presso lo studio del docente, V piano dell’edificio di Ingegneria, campus di Macchia Romana. Oltre all’orario di ricevimento settimanale, il docente e? disponibile in ogni momento per un contatto con gli studenti, attraverso la propria e-mail o alla fine della lezione.

Potrebbero subire variazioni (consultare la pagina web del docente o del Dipartimento/Scuola per eventuali aggiornamenti):

30/07/2020, 24/09/2020, 05/11/2020, 15/12/2020, 28/01/2021, 25/02/2021, 07/04/2021, 06/05/2021, 24/06/2021

No

Nessuna