Ingegneria robotica e dell'automazione

Attività a scelta (6 cfu)
Meccanica dei robot (6 cfu)
Probabilità e Processi Stocastici (6 cfu)
Teoria dei sistemi e del controllo (12 cfu)
Controllo dei Processi (12 cfu)
6 cfu a scelta nel gruppo GRUPPO B
Laboratorio di Meccanica e Meccatronica (6 cfu)Il corso di “Meccatronica” mira a fornire competenze di base per la modellazione, la pianificazione del movimento e la realizzazione di sistemi di automazione a controllo digitale. Il corso offre allo studente competenze per affrontare la progettazione di una architettura di controllo funzionale. Il corso esaminerà le componenti di un sistema di automazione dai quattro diversi punti di vista, meccanica, elettronica, programmazione e controllo. Tali tematiche verranno affrontate da una prospettiva di insieme, relazionando come eventuali scelte/limitazioni sulla struttura di controllo, meccanica, e/o elettronica si relazionino tra loro e concorrano insieme a definire le prestazioni complessive di sistema. Il corso di compone di lezioni teoriche ed esercitazioni sia in aula informatica che in laboratorio. Programma di esame
Dinamica dei veicoli (6 cfu)L'insegnamento ha lo scopo di fornire gli strumenti per comprendere ed analizzare il funzionamento dinamico degli autoveicoli. L'insegnamento si propone di analizzare criticamente la modellazione degli autoveicoli al fine di meglio comprenderne il comportamento dinamico, a partire dal modello meccanico della ruota con pneumatico. L’insegnamento si prefigge l’obiettivo di sviluppare le capacità di saper creare un modello di veicolo, e di studiare le problematiche in termini di assetto, frenatura e stabilità. L’insegnamento ha l’obiettivo di sensibilizzare gli studenti sulla complessità dell’attività di modellazione nel contesto veicolistico, dove le proprie conoscenze e competenze devono poter portare allo studio di sistemi complessi.Programma di esame
Sistemi subacquei (6 cfu)L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire conoscenze integrative nel campo delle tecnologie per l’esplorazione geofisica in ambiente subacqueo. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire conoscenze riguardanti la propagazione e le comunicazioni acustiche subacquee, la strumentazione per l’esplorazione del fondale marino (side-scan sonar, ecoscandagli a fasci, sub-bottom profilers, …), i sistemi automatici di raccolta dati, inclusi i robot subacquei autonomi o semi autonomi. L’insegnamento intende sviluppare negli studenti le capacità di pianificare, condurre e interpretare i risultati di sperimentazione geofisica in mare; in particolare, si intende sviluppare la capacità di scelta critica della strumentazione e del suo impiego relativamente all’obiettivo della sperimentazione. L’insegnamento ha l’obiettivo di rendere gli studenti consapevoli delle problematiche, dei limiti fisici e dei necessari compromessi nelle prestazioni dovuti alla complessità ed ai vincoli della sperimentazione in ambito marino. In particolare, si intende sviluppare un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed impiego della strumentazione oceanografica.Programma di esame
Controllo digitale (6 cfu)Il corso si propone di fornire le basi per l’analisi e il controllo digitale dei sistemi dinamici. Lo scopo è di descrivere le tecniche di discretizzazione dei segnali, le metodologie di analisi e controllo dei sistemi discreti, o con componenti discreti. Vengono presentate le tecniche principali per la analisi e la sintesi dei controllori digitali per le applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione.Programma di esame
Robotica aerospaziale (6 cfu)L’insegnamento si propone di fornire le basi per l’analisi e la sintesi di sistemi autonomi in ambito aeronautico e spaziale, con riferimenti alle problematiche di moto in tali ambienti.Programma di esame
Modellistica e Simulazione dei processi di produzione discreti (6 cfu)Dopo aver seguito con profitto il gruppo delle attività formative, l’allievo avrà raggiunto i seguenti obiettivi di carattere formativo e professionale: - saper modellare situazioni tipiche di produzione manufatturiera, sistemi informativi, sistemi di comunicazione, sistemi di gestione del traffico, sistemi di gestione di servizi come sistemi dinamici guidati dagli eventi; - saper utilizzare strumenti simulativi per l’analisi di tali sistemi; - saper utilizzare la teoria delle code e delle reti di code markoviane per impostare e risolvere problemi di performance, di dimensionamento e di scelta di architetture di sistema; conoscere vantaggi e limiti dell’approccio markoviano; - saper impostare problemi decisionali (instradamento, dimensionamento, ecc.) come opportuni problemi di ottimo nonlineari a numeri interi. Programma di esame
12 cfu a scelta nel gruppo GRUPPO A
Sistemi Elettronici per Automazione e Robotica (6 cfu)Le conoscenze fornite dall’insegnamento sono relative ai sistemi elettronici per applicazioni di automazione e robotica. Verranno affrontati sia aspetti di interfacciamento col mondo esterno (acquisizione da sensori, comando di attuatori) sia gli aspetti di comunicazione ed elaborazione digitale con programmabilità sia software (esecuzione di istruzioni in micro-controllori e/o DSP) che hardware (impostazione sul campo della connettività in PLD e FPGA). Dei diversi sistemi verranno analizzate le architetture logiche, le caratteristiche elettriche, i linguaggi e strumenti CAD di modellizzazione e sviluppo hardware-software, i bus di comunicazione per applicazioni di controllo. In tali settori lo studente maturerà competenze specifiche anche mediante attività progettuali. Verranno mostrati esempi applicativi di sistemi per acquisizione dati da sensori, per controllo di veicoli e/o per automazione industriale.Programma di esame
Termofluidodinamica e macchine (6 cfu)Il corso affronta tre parti principali. Nella prima parte vengono descritti: gli aspetti di origine e di controllo delle fonti energetiche; le fondamentali variabili per gli studi termofluidodinamici; le macchine a fluido e i principali cicli termodinamici ai quali rispondono queste macchine; gli scambiatori di calore. Nella seconda parte vengono presentati ed affrontati gli argomenti: della termofluidodinamica di fluidi a basse ed alte velocità; degli ugelli di espansione; dell’energia eolica. Infine, nella terza ed ultima parte vengono considerati gli strumenti di analisi fondamentali delle turbomacchine, suddivise in :impianti a vapore; ventilatori e compressori; impianti di turbine a gas; impianti a cicli combinati. Lo scopo principale del Corso è quello di fornire agli studenti, provenienti da studi privi o carenti di nozioni di energetica e di macchine, le informazioni ci base necessarie per poter affrontare ed applicare moltissime delle tecniche che costituiscono l’oggetto principale della loro Laurea. L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti ad affrontare i problemi termodinamici mediante un approccio organico, per affrontare e risolvere vari aspetti professionali delle macchine considerate, sia dal punto di vista progettuale, che di verifica e controllo di esse.Programma di esame
Informatica e Sistemi in tempo reale (6 cfu)Il corso si propone l'obiettivo di fornire le basi per la progettazione e l'implementazione di controllori digitali software tramite sistemi operativi real-time concorrenti. In una prima fase vengono richiamati i principi di programmazione e le conoscenze di base in C necessarie. Vengono poi affrontati argomenti sia di progettazione software che di progettazione di un controllore digitale, tenendo conto di ritardi e approssimazioni introdotti dal supporto digitale. L'obiettivo del corso è duplice. Da un lato, si vuole far prendere coscienza allo studente dei problemi pratici legati al passaggio da un ambiente di progettazione teorico-simulativo all'implementazione pratica. Dall'altro, si vogliono sviluppare tecniche di progettazione e programmazione che permettano una corretta implementazione real-time. L'insegnamento ha l'obiettivo di sensibilizzare gli studenti al problema di “integrazione” tra tecniche strettamente software e tecniche di progettazione di controllori. Lo studente dovrà sviluppare un approccio metodologico integrato che permetta di prevedere problemi di natura implementativa, e quindi tenerne in conto, già nelle prime fasi della progettazione.Programma di esame
Attività a scelta (6 cfu)
Robotica (12 cfu)
Sistemi di guida e navigazione (6 cfu)
Prova finale (18 cfu)
Controllo e identificazione dei sistemi incerti (12 cfu)
6 cfu a scelta nel gruppo GRUPPO B
Laboratorio di Meccanica e Meccatronica (6 cfu)Il corso di “Meccatronica” mira a fornire competenze di base per la modellazione, la pianificazione del movimento e la realizzazione di sistemi di automazione a controllo digitale. Il corso offre allo studente competenze per affrontare la progettazione di una architettura di controllo funzionale. Il corso esaminerà le componenti di un sistema di automazione dai quattro diversi punti di vista, meccanica, elettronica, programmazione e controllo. Tali tematiche verranno affrontate da una prospettiva di insieme, relazionando come eventuali scelte/limitazioni sulla struttura di controllo, meccanica, e/o elettronica si relazionino tra loro e concorrano insieme a definire le prestazioni complessive di sistema. Il corso di compone di lezioni teoriche ed esercitazioni sia in aula informatica che in laboratorio. Programma di esame
Dinamica dei veicoli (6 cfu)L'insegnamento ha lo scopo di fornire gli strumenti per comprendere ed analizzare il funzionamento dinamico degli autoveicoli. L'insegnamento si propone di analizzare criticamente la modellazione degli autoveicoli al fine di meglio comprenderne il comportamento dinamico, a partire dal modello meccanico della ruota con pneumatico. L’insegnamento si prefigge l’obiettivo di sviluppare le capacità di saper creare un modello di veicolo, e di studiare le problematiche in termini di assetto, frenatura e stabilità. L’insegnamento ha l’obiettivo di sensibilizzare gli studenti sulla complessità dell’attività di modellazione nel contesto veicolistico, dove le proprie conoscenze e competenze devono poter portare allo studio di sistemi complessi.Programma di esame
Sistemi subacquei (6 cfu)L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire conoscenze integrative nel campo delle tecnologie per l’esplorazione geofisica in ambiente subacqueo. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire conoscenze riguardanti la propagazione e le comunicazioni acustiche subacquee, la strumentazione per l’esplorazione del fondale marino (side-scan sonar, ecoscandagli a fasci, sub-bottom profilers, …), i sistemi automatici di raccolta dati, inclusi i robot subacquei autonomi o semi autonomi. L’insegnamento intende sviluppare negli studenti le capacità di pianificare, condurre e interpretare i risultati di sperimentazione geofisica in mare; in particolare, si intende sviluppare la capacità di scelta critica della strumentazione e del suo impiego relativamente all’obiettivo della sperimentazione. L’insegnamento ha l’obiettivo di rendere gli studenti consapevoli delle problematiche, dei limiti fisici e dei necessari compromessi nelle prestazioni dovuti alla complessità ed ai vincoli della sperimentazione in ambito marino. In particolare, si intende sviluppare un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed impiego della strumentazione oceanografica.Programma di esame
Controllo digitale (6 cfu)Il corso si propone di fornire le basi per l’analisi e il controllo digitale dei sistemi dinamici. Lo scopo è di descrivere le tecniche di discretizzazione dei segnali, le metodologie di analisi e controllo dei sistemi discreti, o con componenti discreti. Vengono presentate le tecniche principali per la analisi e la sintesi dei controllori digitali per le applicazioni ingegneristiche di interesse nel campo dell’automazione.Programma di esame
Robotica aerospaziale (6 cfu)L’insegnamento si propone di fornire le basi per l’analisi e la sintesi di sistemi autonomi in ambito aeronautico e spaziale, con riferimenti alle problematiche di moto in tali ambienti.Programma di esame
Modellistica e Simulazione dei processi di produzione discreti (6 cfu)Dopo aver seguito con profitto il gruppo delle attività formative, l’allievo avrà raggiunto i seguenti obiettivi di carattere formativo e professionale: - saper modellare situazioni tipiche di produzione manufatturiera, sistemi informativi, sistemi di comunicazione, sistemi di gestione del traffico, sistemi di gestione di servizi come sistemi dinamici guidati dagli eventi; - saper utilizzare strumenti simulativi per l’analisi di tali sistemi; - saper utilizzare la teoria delle code e delle reti di code markoviane per impostare e risolvere problemi di performance, di dimensionamento e di scelta di architetture di sistema; conoscere vantaggi e limiti dell’approccio markoviano; - saper impostare problemi decisionali (instradamento, dimensionamento, ecc.) come opportuni problemi di ottimo nonlineari a numeri interi. Programma di esame