Scuola di Medicina e Chirurgia

Università Magna Graecia di Catanzaro

Tecnologie dei Sistemi di Controllo

Ingegneria Informatica e Biomedica

Il corso presenta i principali aspetti ingegneristici e tecnologici relativi alla realizzazione dei sistemi di controllo e di automazione per applicazioni di interesse industriale e biomedico. L'insegnamento, articolato in attività di didattica frontale, comprensive di esercitazioni svolte dal docente, mira a fornire le conoscenze fondamentali per la scelta e il dimensionamento dei componenti in funzione dell'applicazione considerata, per la progettazione del controllore e la relativa implementazione su sistema di controllo embedded.

Collegamenti Veloci:
Docente:
Alessio Merola
merola@unicz.it
09613694386
Edificio Corpo F, Edificio delle Bioscienze Stanza: Stanza 4, Emipiano destro
Martedì e Giovedì dalle 17:00 alle 19:00 previo appuntamento

SSD:
ING-INF/04 - Automatica

CFU:
6
Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

i. Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
o conoscenza delle principali architetture hardware per il controllo
o conoscenza dei principi di misura delle principali tecnologie sensoristiche e di attuazione
o conoscenza dei regolatori PID, tecniche di taratura e problematiche implementative
o conoscenza dei principali schemi di controllo avanzato utilizzati in ambito industriale
ii. Capacità di applicare conoscenza a comprensione (applying knowledge and understanding)
o capacità di scegliere lo schema di controllo più idoneo in funzione dell'applicazione di controllo
o capacità di scegliere le componenti del sistema di controllo
o capacità di dimensionare gli azionamenti
o capacità di progettare strutture standard di controllo e schemi di controllo avanzati
o capacità di implementare leggi di controllo su sistema embedded
iii. Autonomia di giudizio (making judgement)
La capacità di formazione di un giudizio autonomo da parte degli allievi viene sviluppata attraverso una trattazione organica e non meramente nozionistica dei contenuti della disciplina. Durante il corso, l'autonomia di giudizio viene maturata esercitando sia le capacità di analisi dei diversi aspetti relativi ai principali problemi di controllo, sia attraverso lo sviluppo di soluzioni progettuali da parte degli allievi a partire da casi di studio assegnati.
iv. Abilità comunicative (communication skills)
Gli allievi sono frequentemente invitati a interagire col docente durante lo svolgimento delle lezioni, esercitando le proprie capacità di discutere in maniera chiara e con proprietà di linguaggio sui diversi contenuti del corso; tali capacità vengono verificate con la prova orale. Inoltre, gli allievi potranno predisporre report e presentazioni orali dei risultati delle esercitazioni e delle prove di laboratorio.
v. Capacità di apprendimento (learning skills)
Durante tutto il corso e in previsione della prova finale, sono previste esercitazioni numeriche e sperimentali, svolte dal docente, guidate ed individuali, occasioni tutte utili all’autovalutazione e autoaccrescimento del background degli allievi, anche grazie al feedback in itinere fornito dal docente in tali occasioni. Attraverso gli stimoli didattici programmati, lo studente ha la possibilità di misurare ed aumentare la sua capacità autonoma di apprendere in occasione delle esercitazioni e delle relative attività connesse, ad es., alla raccolta dati, ricerca bibliografica, concettualizzazione fisica e modellistica matematica relative alla verifica sperimentale di un'ipotesi o alla validazione di un progetto nelle condizioni operative reali o simulate

Programma

o Principali architetture hardware per il controllo ed esempi di rilevante interesse nell’Ingegneria Biomedica (controllo a ciclo chiuso mioelettrico di protesi robotiche; per somministrazione di anestesia, terapia dialitica, esoscheletri per riabilitazione di arti);
o sensori e misure;
o regolatori PID e problematiche implementative;
o schemi di controllo avanzati;
o sistemi di attuazione e controllo del moto;
o azionamenti elettrici e dimensionamento;
o implementazione digitale di controllori.

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

Numero ore di didattica assistita (didattica frontale, esercitazioni e laboratori): 48 ore di lezioni frontali

Impegno orario richiesto allo studente per lo studio individuale: 102 ore

Risorse per l'apprendimento

i. Testi di riferimento:
- GianAntonio Magnani, Gianni Ferretti, Paolo Rocco, Tecnologie dei sistemi di controllo 2/ed, McGraw-Hill, 2007
- Claudio Bonivento, Luca Gentili, Andrea Paoli, Sistemi di automazione industriale - Architetture e controllo, McGraw-Hill, 2011.
ii. Altro materiale didattico (dispense, diapositive online, altri riferimenti di approfondimento, etc.):
- Diapositive del corso
- Appunti delle lezioni
- Data-sheet, riferimenti normative tecniche e componenti/sistemi di controllo e automazione
- Esempi (svolti a lezione) di implementazione e simulazione di sistemi di controllo embedded a microcontrollore con la piattaforma online open di prototipazione elettronica Tinkercad Circuits di Autodesk

Attività di supporto

(tutorato, attività seminariali e di didattica integrativa programmate, visite guidate, eventuali modalità di supporto e-learning, etc.):

Modalità di frequenza

secondo il regolamento didattico vigente

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf.
La valutazione dell'apprendimento verrà effettuata attraverso una prova scritta, consistente nella risoluzione di quattro esercizi numerici, e una prova orale vertenti sui diversi contenuti del programma
d’esame.

Correttezza e completezza nello svolgimento della prova scritta; coerenza logico-formale, correttezza e livello di approfondimento degli argomenti esposti e capacità di problem solving dimostrati durante la prova orale.

Criteri di attribuzione del voto finale: Il voto finale, utile al superamento dell’esame, è ottenuto dalla media aritmetica arrotondata all'intero superiore dei voti in trentesimi ottenuti nella prova scritta e orale, a condizione che gli esiti conseguiti nelle singole prove siano tutti sufficienti.  Per l’ammissione alla prova orale, è necessario il conseguimento alla prova scritta di un esito sufficiente (voto≥18/30).  Il voto in trentesimi della prova scritta viene ottenuto dalla somma dei punteggi di valutazione dei singoli esercizi numerici svolti, valutando la correttezza del risultato finale, oltre che la coerenza logica, completezza, correttezza e chiarezza del procedimento risolutivo e relativa dimostrazione della padronanza dei metodi di risoluzione numerica e progettuali adottati. 

Il voto della prova orale viene assegnato sulla base della griglia di valutazione riportata di seguito.

 

 

Conoscenza e comprensione argomento

Capacità di analisi e sintesi

Utilizzo di referenze

Non idoneo

Importanti carenze.

Significative inaccuratezze.

Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi.

Completamente inappropriato.

18-20

A livello soglia. Imperfezioni evidenti.

Capacità appena sufficienti.

Appena appropriato.

21-23

Conoscenza routinaria.

E’ in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente

Utilizza le referenze standard.

24-26

Conoscenza buona.

Ha buone capacità di analisi e sintesi.

Argomenti espressi coerentemente.

Utilizza le referenze standard.

27-29

Conoscenza più che buona.

Ha notevoli capacità di analisi e sintesi.

Ha approfondito gli argomenti.

30-30L

Conoscenza ottima.

Ha notevoli capacità di analisi e sintesi.

Importanti approfondimenti.