PERIODO: FEBBRAIO-MARZO

The lectures will cover active and passive magnetic bearings and the design of their main subsystems: magnetic actuators, power and conditioning electronics, control strategy.
The course will start with an overview of the main architectures of active and passive magnetic bearings, their main subsystems, and the basic working principles. The electromagnetic principles at the base of magnetic levitation will then be introduced. An outline of the basic control strategies adopted for magnetic bearings will follow. Basic output feedback design will be covered at first; more advanced control techniques based on state feedback will then follow. Control features typical of active magnetic bearings such as self-sensing, self-balancing, minimum error/minimum power strategies will then be illustrated.
The modelling and design of power and signal electronics will then follow with related technological issues.
The course will then illustrate the basic principles of passive magnetic bearings such as passive radial and axial configurations and electrodynamic bearings.


Il corso affronterà i principali argomenti riguardanti cuscinetti magnetici attivi e passivi, la loro modellistica e il progetto dei principali sottosistemi: attuatori magnetici, elettronica di potenza e condizionamento, e strategie di controllo.
Inizialmente sarà presentata una panoramica delle principali architetture di cuscinetti magnetici attivi e passivi e i suoi sottosistemi. Successivamente saranno introdotti i principi elettromagnetici alla base della levitazione magnetica.
Le basi delle strategie di controllo di cuscinetti magnetici attivi saranno descritte iniziando dalle strategie con retroazione semplice dei segnali per arrivare a coprire le strategie più avanzate basate sulla retroazione degli stati.
Seguirà una parte dedicata alle caratteristiche dei sistemi di controllo tipiche dei cuscinetti magnetici attivi, come, per esempio, le strategie self-sensing, self-balancing e minimum error/minimum power.
Verranno trattati la modellistica e progettazione delle elettroniche di potenza e condizionamento con speciale riguardo agli aspetti tecnologici.
La parte finale del corso verterà sui principi di base di cuscinetti magnetici passivi come, per esempio, le configurazioni radiale e assiale dei cuscinetti elettrodinamici.

1. Basics on magnetic bearings: configurations and basic architectures
2. Modeling of magnetic actuators
2.1 Modeling of electromagnets using Lagrangian and bond graph approach
2.2 Current, voltage and magnetic flux feedback of electromagnets.
2.3 Linearized models
3. Control
3.1 Output feedback control
3.2 State feedback control
3.3 Self sensing
3.4 Self-balancing
3.5 Minimum power/minimum error strategies
4. Technological issues
4.1 sensors
4.2 power electronics
4.3 digital controllers
5. Passive magnetic bearings
5.1 reluctance bearings
5.2 electrodynamic bearings
5.3 stability issues


Introduzione
1. Principi di base di cuscinetti magnetici: configurazioni e architetture di base
2. Modellistica di attuatori magnetici
2.1 Modellistica di elettromagneti utilizzando approccio Lagrangiano e Bond graph.
2.2 Retroazioni di corrente, tensione e flusso magnetico negli elettromagneti.
2.3 Modelli linearizzati
3. Controllo
3.1 Retroazione dei segnali
3.2 Retroazione degli stati
3.3 Self-sensing
3.4 Self-balancing
3.5 Minimum power/minimum error
4. Aspetti tecnologici
4.1 Sensori
4.2 Elettronica di potenza
4.3 Controllori digitali
5. Cuscinetti magnetici passivi
5.1 Cuscinetti a riluttanza
5.2 Cuscinetti elettrodinamici
5.3 Cenni sulla stabilità

ATTENZIONE - IL CORSO POTREBBE NON ESSERE ATTIVATO QUALORA IL NUMERO DEGLI ISCRITTI FOSSE INFERIORE A 10.

ATTENTION - THIS COURSE MAY NOT BE ACTIVATED WHEN THE NUMBER OF MEMBERS WERE LESS THAN 10.