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IN/0114 - SISTEMI NON LINEARI E CAOS

Anno Accademico 2017/2018

Docente
BARBARA CANNAS (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/82]  INGEGNERIA ELETTRICA [82/00 - Ord. 2010]  PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

- Knowledge and understanding: comprensione degli aspetti teorici e applicativi fondamentali della sintesi dei doppi bipoli e del progetto di filtri elettrici passivi e attivi, analisi qualitativa dei circuiti dinamici non lineari.
- Applying knowledge and understanding: capacità di impostare la progettazione di un filtro elettrico a partire dalla specifiche sul comportamento in frequenza, capacità di esaminare qualitativamente il comportamento di un circuito dinamico non lineare.
- Making judgements: capacità di interpretare correttamente i risultati ottenuti e valutare l’effettiva realizzabilità di un circuito elettrico.
- Communication skills: capacità di comunicare in forma sia orale che scritta. Capacità di discutere problemi e soluzioni con interlocutori specialisti e non specialisti.
- Learning skills: capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta comprensione di bibliografia tecnica e scientifica.

Prerequisiti

Algebra lineare, equazioni differenziali ordinarie, analisi di circuiti lineari in regime sinusoidale e nel dominio del tempo

Contenuti

Introduzione (4 ore di lezione)
Progetto di filtri elettrici (9 ore di lezione, 1 ora di esercizi, 4 ore di laboratorio di circuiti elettrici): filtri passivi, progetto di un filtro di Butterworth e di Chebichev; filtri passa-basso, passa-alto, trasformazioni in frequenza.
Sintesi di doppi bipoli passivi (2 ore di lezione): il coefficiente di riflessione e la matrice di scattering:
Filtri attivi (5 ore di lezione, 4 ore di laboratorio di circuiti elettrici, 1 ora di esercizi)

Teoria qualitativa dei circuiti dinamici non lineari (12 ore di lezione): esistenza ed unicità della soluzione, biforcazioni
Flussi monodimensionali e bidimensionali: flussi, equilibri, stabilità, linearizzazione, cicli limite (4 ore di lezione).
Caos e circuiti caotici (3 ore di lezione, 3 ore di laboratorio di simulazione circuitale, 6 ore di laboratorio di circuiti elettrici)
Esponenti di Lyapunov (2 ore di lezione)

Metodi Didattici

37 ore di lezione frontale
2 ore di esercitazione
18 ore di laboratorio di circuiti elettrici
3 ore di laboratorio di simulazione circuitale

Verifica dell'apprendimento

Valutazione in ingresso
Durante la prima lezione, gli studenti svolgono una prova di verifica delle competenze in ingresso.
Valutazione finale
Gli studenti svolgono una prova scritta durante la settimana di sospensione per prove in itinere, un lavoro di gruppo nelle ore di lezione per la realizzazione di un circuito elettrico non lineare e una prova orale al termine delle lezioni. La prova orale può essere sostituita dall'esposizione di una tesina in cui si approfondisce uno degli argomenti trattati a lezione attraverso la lettura di articoli scientifici in lingua inglese.

La prova scritta prevede il progetto (o parte della procedura di progetto) di un filtro elettrico passivo e di un filtro attivo. Lo studente dovrà essere in grado di scegliere e giustificare la scelta della tecnica di progetto che permetta di soddisfare le specifiche richieste. Dovrà inoltre sapere utilizzare correttamente un banco di misura per la verifica sperimentale e l’analisi di circuiti elettrici.
La prova orale, svolta alla fine del corso, riguarderà invece l’analisi qualitativa di sistemi dinamici non lineari, con particolare riferimento ai circuiti elettrici analogici. Lo studente dovrà essere in grado di valutare l’effettiva realizzabilità di un circuito dinamico non lineare a partire da un dato modello, interpretare correttamente i risultati ottenuti e conoscere gli strumenti per individuare il comportamento dinamico di un dato circuito o sistema.
Lo studente dovrà dimostrare una adeguata padronanza linguistica generale e tecnica, nonché una buona capacità di sintesi ed analisi critica.
Il punteggio della prova d’esame è attribuito mediante una media pesata dei risultati ottenuti sulle singole domande della prova.

Gli studenti non frequententi sostengono l’esame con un’unica prova orale. Per gli studenti lavoratori è possibile concordare la data dello svolgimento della prova.

Testi

J. Helszajn, Synthesis di lumped element, distributed and planar filters, McGraw Hill, 1990.
S.H. Strogatz, "Nonlinear dynamics and chaos", Addison Wesley.

Altre Informazioni

Sono disponibili le slide con le tracce delle lezioni.

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