L'insegnamento si propone di fornire agli allievi le nozioni fondamentali relative ai sistemi di regolazione, con particolare riferimento a quei sistemi destinati alla regolazione di una grandezza meccanica (come posizione, velocità, forza, pressione). Coerentemente con i previsti sbocchi occupazionali in ambito ingegneristico, nell'ambito dell'insegnamento vengono presentati esempi pratici relativi a varie applicazioni industriali.

Al termine dell'insegnamento, lo/la studente sarà in grado di: - Conoscere le caratteristiche generali di un sistema di regolazione; - Applicare le principali tecniche per la modellazione matematica dei sistemi; - Identificare i sistemi con modelli lineari del 1º e 2º ordine; - Applicare le principali tecniche di regolazione e controllo; - Comprendere le caratteristiche delle principali tipologie di sistemi di azionamento e di servomeccanismi.

Per una proficua fruizione dell'insegnamento sono necessarie le seguenti conoscenze e abilità: - Conoscenze di base nell'ambito della meccanica teorica e applicata; - Conoscenze di base relative alla componentistica meccanica; - Fondamenti di calcolo differenziale e di calcolo integrale.

L'insegnamento è organizzato nei seguenti blocchi tematici: Blocco 1: Introduzione e Modellistica Matematica dei Sistemi Dinamici - Nozioni introduttive e definizione di un sistema di regolazione. - Modellazione matematica di sistemi lineari e non-lineari. - Utilizzo delle Trasformate di Laplace, definizione della funzione di trasferimento e rappresentazione mediante schemi a blocchi. - Studio della risposta in frequenza di un sistema. Blocco 2: Elementi di Sistemi di Regolazione e Analisi della Risposta dei Sistemi Dinamici - Studio della risposta nel dominio del tempo: sistemi del 1° e del 2° ordine. - Esempi di sistemi meccanici del 1° e del 2° ordine. - Elementi dei sistemi di regolazione: derivatori, integratori, ritardatori e anticipatori. - Sistemi di ordine superiore e sistemi con ritardo di trasporto. Blocco 3: Architettura, Stabilità e Regolazione dei Sistemi in Retroazione - Architettura, struttura e funzione di trasferimento di un sistema di regolazione. - Tipologie di sistemi di regolazione, dispositivi di misura ed effetto dei segnali di disturbo. - Analisi della stabilità dei sistemi lineari: Criterio di Routh, Criterio di Nyquist e Diagrammi di Bode. - Caratteristiche fondamentali dei sistemi di regolazione di tipo 0 e di tipo 1. - Leggi di regolazione fondamentali (PID), filtri e tecniche di compensazione. Blocco 4: Servomeccanismi e Sistemi di Azionamento - Definizione di un servomeccanismo. - Azionamenti elettrici e servomeccanismi elettromeccanici. - Azionamenti idraulici e servomeccanismi idraulici. Blocco 5: Introduzione ai Controlli Digitali, Non Lineari e Avanzati - Sistemi di regolazione non lineari e sistemi di regolazione con calcolatore. - Elementi e basi di sistemi di controllo avanzato (LQR - Linear Quadratic Regulator, MPC - Model Predictive Control). - Altri tipi di sistemi di regolazione.

L'attività didattica dell'insegnamento prevede un totale di 60 ore, ripartite secondo le seguenti modalità: - Lezioni in aula (30 ore): dedicate alla presentazione teorica dei concetti e delle nozioni fondamentali relative ai sistemi di regolazione e controllo. - Esercitazioni in aula (21 ore): focalizzate sull'applicazione pratica dei concetti appresi, attraverso la risoluzione di problemi e l'analisi di casi reali relativi a sistemi di controllo in campo meccanico, idraulico, elettromeccanico e termico. - Esercitazioni in laboratorio (9 ore): volte ad attività pratiche e all'utilizzo guidato di strumenti di simulazione e modellazione numerica (con particolare riferimento all'ambiente Matlab/Simulink) applicati ai sistemi di regolazione.

Libro di testo: Jacazio - Piombo: Meccanica applicata, Volume 3°: regolazione e servomeccanismi. Editore: Levrotto & Bella Libro di esercizi: Jacazio, Martinelli, Mazza: Esercizi di Controllo dei Sistemi Meccanici - Editore Levrotto & Bella

Dispense; Libro di esercitazione; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Strumenti di simulazione;

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... Esame scritto (durata: 2 ore, 28 punti) con relazione facoltativa (5 punti), voto totale 33 (un voto> 30 corrisponde a 30 e lode). L'esame viene superato se si ottiene un punteggio totale superiore a 18 punti. L'esame scritto è composto da esercizi, (ciascuno comprendente più richieste, come risultati numerici, diagrammi a blocchi, funzioni di trasferimento, diagrammi), domande di teoria e una parte di modellazione numerica in ambiente Matlab/Simulink. Durante l'esame scritto è possibile utilizzare una calcolatrice elettronica tascabile, ma non è consentito l'uso di altro materiale come per esempio libri o appunti. L'esame valuta la conoscenza degli argomenti dell'insegnamento e il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi risolvendo i problemi relativi al programma e chiedendo allo studente di stabilire collegamenti tra i diversi argomenti.

Gli studenti e le studentesse con disabilita o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.