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Anno Accademico 2009/10
01LLLGA
Laboratorio di azionamenti elettrici
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Elettrica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Pellegrino Gianmario ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-IND/32 60 0 26 0 1
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/32 5 B - Caratterizzanti Ingegneria elettrica
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso affronta l'implementazione digitale mediante DSP (Digital Signal Processor) degli algoritmi di controllo di azionamenti elettrici. Il corso Ŕ di tipo applicativo, e la scelta degli argomenti e dei dispositivi trattati Ŕ basata sullo stato dell'arte degli azionamenti industriali, per la trazione elettrica e per la conversione dell'energia elettrica in generale.
Dopo una breve introduzione sul controllo digitale e sul passaggio dal mondo analogico al mondo discreto, vengono illustrati tutti i componenti hardware e software tipici di un azionamento elettrico ad alte prestazioni, con particolare attenzione al processore (DSP), ai sensori di misura (correnti, tensioni, posizione angolare e velocitÓ..) e alle conversioni analogico-digitali correlate.
Gli algoritmi per il controllo vettoriale vengono illustrati e successivamente implementati in laboratorio su un DSP a virgola fissa per due tipi di motore elettrico: il motore a induzione (IM) e il motore sincrono a riluttanza (SyncRel).
La parte sperimentale del corso Ŕ volutamente ampia in modo da illustrare passo-passo tutte le fasi dell'implementazione secondo le modalitÓ in uso in ambito professionale.
E' prevista la sperimentazione anche da parte degli studenti.
Prerequisiti

Azionamenti elettrici
Programma
1) Introduzione al controllo digitale (10 ore)
' Differenze finite, trasformata z, stabilitÓ di sistemi digitali
' Discretizzazione di funzioni di trasferimento e di sistemi lineari descritti con equazioni di stato
' Espressione digitale di componenti elementari: filtro del 1░ ordine, regolatore PI ecc..

2) Processori digitali di segnale (DSP) per applicazioni industriali (10 ore)
' Architettura interna di DSP per motion control
' Sistemi digitali di controllo a DSP per azionamenti elettrici
' Tecniche di implementazione in virgola fissa degli algoritmi di controllo
' Fondamenti di programmazione dei DSP fixed point: linguaggio C e assembler; esempi di calcolo
' Sistemi di sviluppo per DSP


3) Problematiche di interfacciamento DSP ' azionamento elettrico (10 ore)
' Struttura generale di un azionamento elettrico (inverter-motore-sistema di controllo)
' Condizionamento di segnale per grandezze analogiche
' Condizionamento di segnale per grandezze digitali, generazione delle funzioni di commutazione (switching) per l'inverter
' Misura di corrente: tipi di trasduttori, tecniche di campionamento
' Misura di posizione o velocitÓ: tipi di sensori e tecniche di misura
' Altre misure (tensione, temperature, etc')
' Tecniche di comunicazione per interfaccia utente (CAN, RS232)

4) Implementazioni in laboratorio (26 ore)

a) Controllo vettoriale del motore a induzione (IM)
' Modulazione PWM con l'inserzione del modo comune
' Controllo scalare V/Hz
' Controllo di corrente in assi rotanti (d,q)
' Osservatori di flusso di rotore
' Controllo ad orientamento di campo (Field Oriented Control)
' Prove e prestazioni dinamiche dell'azionamento

b) Controllo vettoriale del motore SynchRel
' Schema di controllo e analogie con IM
' Osservatore di flusso in assi fissi
' Controllo vettoriale
' Prove e prestazioni dinamiche
Bibliografia
G. Ellis, 'Control System Design Guide', 2000, Academic Press.
R. Isermann, 'Digital control systems', 1989, Springer.
A. Vagati, ' Azionamenti Elettrici ', Appunti del corso.
Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
Esame orale
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2009/10
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