Programmi e Insegnamenti

 
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IN/0066 - SIMULAZIONE DEI SISTEMI DINAMICI CON MATLAB-SIMULINK

Anno Accademico 2017/2018

Docente
ALESSANDRO PISANO (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE330
[70/85]  INGEGNERIA MECCANICA [85/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE330
[70/85]  INGEGNERIA MECCANICA [85/00 - Ord. 2017]  PERCORSO COMUNE330
Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione:
Acquisire la conoscenza delle più efficaci e produttive modalità di impiego del software di calcolo e simulazione “Matlab Simulink” per la risoluzione di problemi di modellazione e calcolo scientifico.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Capacita di implementare in linguaggio di programmazione Matlab un algoritmo di calcolo per la risoluzione di un problema ingegneristico.

Autonomia di giudizio:
scegliere, tra le diverse soluzioni possibili, la struttura ottimale per il codice di simulazione, integrando sinergicamente i vari
strumenti di calcolo disponibili.

Abilità comunicative:
Capacita di documentare il codice e presentarne i dati di uscita (ad es. mediante grafici o tabelle) in maniera rappresentativa, chiara e completa.

Capacità di apprendere:
saper utilizzare e integrare documentazione tecnica ed esempi di codice al fine di risolvere specifici problemi e per un approfondimento della conoscenza del programma.

Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione:
Acquisire la conoscenza delle più efficaci e produttive modalità di impiego del software di calcolo e simulazione “Matlab Simulink” per la risoluzione di problemi di modellazione e calcolo scientifico.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Capacita di implementare in linguaggio di programmazione Matlab un algoritmo di calcolo per la risoluzione di un problema ingegneristico.

Autonomia di giudizio:
scegliere, tra le diverse soluzioni possibili, la struttura ottimale per il codice di simulazione, integrando sinergicamente i vari
strumenti di calcolo disponibili.

Abilità comunicative:
Capacita di documentare il codice e presentarne i dati di uscita (ad es. mediante grafici o tabelle) in maniera rappresentativa, chiara e completa.

Capacità di apprendere:
saper utilizzare e integrare documentazione tecnica ed esempi di codice al fine di risolvere specifici problemi e per un approfondimento della conoscenza del programma

Prerequisiti

Per poter intraprendere proficuamente lo studio dell’insegnamento di SIMULAZIONE DEI SISTEMI DINAMICI CON MATLAB-SIMULINK, è indispensabile che lo studente possieda una adeguata conoscenza degli strumenti matematici fondamentali di calcolo algebrico, integrale e differenziale, ed in particolare delle equazioni differenziali.
In accordo con il Regolamento Didattico, non sono previste propedeuticità con altri insegnamenti.

Prerequisiti

Per poter intraprendere proficuamente lo studio dell’insegnamento di SIMULAZIONE DEI SISTEMI DINAMICI CON MATLAB-SIMULINK, è indispensabile che lo studente possieda una adeguata conoscenza degli strumenti matematici fondamentali di calcolo algebrico, integrale e differenziale, ed in particolare delle equazioni differenziali.
In accordo con il Regolamento Didattico, non sono previste propedeuticità con altri insegnamenti.

Contenuti

Il corso prevede complessivamente 30 ore di lezione. Gli argomenti svolti sono articolati secondo le seguenti macro-voci, delle quali si riportano il numero di ore di lezione associato ed i contenuti specifici.

Generalità introduttive (2 ore)
Operazioni fondamentali in ambiente MATLAB. Variabili e costanti speciali. Comandi per gestire una sessione di lavoro. Operazioni matematiche. Tipi di variabili.

Programmazione Matlab (6 ore)
Gestione Matrici e vettori. Operatori elemento per elemento. Numeri complessi. Input-output e analisi dei dati. Polinomi. Script e Function Files. Anonymous function files Istruzioni di controllo (cicli IF, FOR, WHILE, SWITCH). Operatori relazionali. Funzioni logiche e operatori logici . Simulazione dinamica in ambiente Matlab.

Grafica (4 ore)
Creazione di grafici 2D e 3D

Programmazione Simulink (8 ore)
Ambiente Simulink. Rappresentazione di equazioni differenziali in forma grafica. Simulazione dinamica in ambiente Simulink.

Esempi (10 ore)
Esempi di modellazione in Matlab-Simulink di sistemi meccanici, elettro-meccanici, termici, energetici, e di fenomeni di trasporto. Cenni alla risoluzione di equazioni alle derivate parziali in ambiente Simulink.

Metodi Didattici

Il corso prevede complessivamente 30 ore di lezione. Tutte le lezioni vengono interamente svolte al calcolatore, sia da parte del docente che da parte degli studenti che vengono “guidati” (grazie alla proiezione dello schermo del docente) nella risoluzione dei problemi via via affrontati. Il docente proietta alternativamente le slides (nelle quali è riportata la descrizione del problema e, tipicamente, una guida passo passo alla sua risoluzione) e le varie finestre del programma Matlab-Simulink. Gli studenti costruiscono i propri modelli lavorando in sincronia con il docente, che mostra passo-passo come operare in Matlab e/o in Simulink.

Verifica dell'apprendimento

La verifica finale consiste nella risoluzione di un problema di simulazione che preveda di operare sia in ambiente Matlab (mediante la scrittura di script files) che Simulink (mediante uno o più modelli di simulazione realizzati per via grafica), ed in aggiunta creare dei grafici, in modo da coprire tutti i principali contenuti del programma. L’esame non presenta un voto finale ma una semplice valutazione idoneo/non idoneo.
Il positivo svolgimento della prova di verifica finale, che si ritiene superata se le operazioni richieste siano state sviluppate per la maggior parte, e se il codice è esente da errori gravi, attesta l’effettiva acquisizione dei risultati di apprendimento attesi.

Verifica dell'apprendimento

La verifica finale consiste nella risoluzione di un problema di simulazione che preveda di operare sia in ambiente Matlab (mediante la scrittura di script files) che Simulink (mediante uno o più modelli di simulazione realizzati per via grafica), ed in aggiunta creare dei grafici, in modo da coprire tutti i principali contenuti del programma. L’esame non presenta un voto finale ma una semplice valutazione idoneo/non idoneo. Il positivo svolgimento della prova di verifica finale, che si ritiene superata se le operazioni richieste siano state sviluppate per la maggior parte, e se il codice è esente da errori gravi, attesta l’effettiva acquisizione dei risultati di apprendimento attesi.

Testi

William J. Palm III, MATLAB 7 per l’ingegneria e le scienze, McGraw-Hill Libri Italia srl, Milano, 2004, ISBN 9788838660702.

Altre Informazioni

All’interno della pagina web del docente vi è una sezione appositamente dedicata al corso, dalla quale è possibile scaricare il materiale didattico e nella quale vengono anche riportate informazioni organizzative.
Il materiale didattico consiste delle slides proiettate a lezione e di esempi svolti comprensivi dei relativi files Matlab/Simulink.
Sono disponibili anche testi di esame, con i relativi files soluzione.

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