ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| AEROSPACE DYNAMIC SYSTEMS ANALYSIS | ING-IND/05 | LEZIONI | 60 |
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Alla fine del Corso, lo studente sarà in possesso di un'approfondita conoscenza, sia teorica che pratica, delle tecniche più utilizzate nell'analisi dei sistemi dinamici Multiple-Input-Multiple-Output in "anello aperto" (teoria classica dei controlli, rappresentazione in spazio di stato, analisi nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza). Lo studente maturerà specifiche conoscenze relative alla modellazione e la definizione delle caratteristiche di stabilità e prestazione di sistemi dinamici, con particolare attenzione a casi di applicazione aerospaziale. Lo studente acquisirà inoltre una conoscenza di base delle funzionalità del software Matlab-Simulink per l'analisi e la simulazione numerica di sistemi dinamici.
At the end of the Course, the student will possess an in-depth knowledge, in both theoretical and practical terms, of the standard tecniques for the analysis of "open-loop" Multiple-Input-Multiple-Output dynamic systems (i.e. classical control theory, state-space approach, time-domain and frequency-domain analyses). The student will acquire a specific knowledge in the modelling and the stability/performance characterisation of dynamic systems, with particular attention to aerospace case studies. The student will also gain a basic knowledge of the Matlab-Simulink CAE tools for the analysis and the numerical simulation of dynamic systems.
La verifica delle conoscenze acquisite sarà realizzata in occasione delle sessioni d'esame, prima mediante la valutazione di un elaborato scritto, in cui si richiede allo studente di risolvere alcuni tipici problemi di analisi di sistemi dinamici, e poi mediante un colloquio con il docente, nel corso del quale vengono in particolar modo valutate le conoscenze in ambito teorico e metodologico.
The verification of the knowledge acquired during the course will be performed during the final exam, firstly by evaluating a written report, in which the student is required to solve typical problems of dynamic systems analysis, and then by an oral discussion with the teacher, in which the attention will be also focused on theoretical and methodological concerns.
Alla fine del Corso, lo studente avrà la capacità di:
- analizzare e ridurre problemi dinamici rappresentati da sistemi di equazioni differenziali ordinarie, mediante l'applicazione di tecniche di linearizzazione e concetti di separazione dei tempi di scala ("separazione in frequenza")
- sviluppare una rappresentazione in spazio di stato di un problema dinamico
- sviluppare diagrammi di simulazione sia per sistemi Lineari-Tempo-Invarianti (LTI) che per sistemi nonlineari
- determinare le funzioni di trasferimento di sistemi LTI
- valutare la stabilità interna ed esterna di sistemi dinamici
- valutare le prestazioni dinamiche di un sistema
- caratterizzare la dinamica di sistemi LTI "notevoli" (sistemi del prim'ordine, sistemi del second'ordine con e senza zeri, ecc.)
- modellare fenomeni nonlineari di tipo on-off
At the end of the course, the student will possess the capability of:
- analysing and reducing Ordinary-Differential-Equation problems, by applying linearisation techniques and time-scale separation concepts ("frequency separation")
- developing a state-space representation of a dynamic problem
- developing simulation diagrams, for both LTI and nonlinear systems
- determining the transfer functions of LTI systems
- assessing both internal and external stability of dynamic systems
- assessing the dynamic performances of a system
- characterising the dynamics of relevant LTI case studies (first-order systems, second-order systems with or without zeros, etc.)
- modelling on-off nonlinearities
La verifica delle capacità acquisite sarà realizzata in occasione delle sessioni d'esame, prima mediante la valutazione di un elaborato scritto, in cui si richiede allo studente di risolvere alcuni tipici problemi di analisi di sistemi dinamici, e poi mediante un colloquio orale con il docente.
The verification of the knowledge acquired during the course will be performed during the exam sessions, firstly by evaluating a written report, in which the student is required to solve typical problems of dynamic systems analysis, and then by an oral discussion with the teacher.
Alla fine del Corso, lo studente potrà acquisire una specifica attitudine all'osservazione, la comprensione e lo studio di fenomeni dinamici, con particolare riferimento alle applicazioni d'interesse per l'ingegneria del controllo.
At the end of the Course, the student will acquire a specific attitude for the observation, the understanding and the study of dynamic pnenomena, with particular reference to control engineering applications.
La verifica delle attitudini maturate dallo studente sarà realizzata in occasione delle sessioni d'esame, prima mediante la valutazione di un elaborato scritto, in cui si richiede allo studente di risolvere alcuni tipici problemi di analisi di sistemi dinamici, e poi mediante un colloquio orale con il docente.
The verification of the attitudes acquired during the course will be performed during the exam sessions, firstly by evaluating a written report, in which the student is required to solve typical problems of dynamic systems analysis, and then by an oral discussion with the teacher.
Per uno studio proficuo ed efficace degli argomenti trattati nel corso, lo studente dovrà essere in possesso di solide conoscenze/capacità nei campi dell'analisi matematica e dell'algebra lineare, e potrà inoltre beneficiare di eventuali abilità informatiche o esperienze di laboratorio con attività di raccolta/analisi misure, svolte precedentemente all'inizio del corso.
In order to conduct a fruitful and effective study of the course topics, the student shall possess solid knowledge and skills in calculus and linear algebra, and he/she can also benefit from information technology skills or laboratory activities on data logging and measurements analysis, which have been carried out before the starting of the course.
Il corso si svolge mediante lezioni frontali, con ausilio di slides. Le esercitazioni vengono svolte in aula mediante la soluzione di problemi tipici, alla lavagna da parte del docente e con il coinvolgimento diretto degli studenti. Sono inoltre previste una serie di esercitazioni in laboratorio informatico, in cui gli studenti vengono organizzati in coppie e ad ogni coppia viene assegnato un PC del laboratorio, in modo da utilizzare, in modo interattivo, codici e strumenti Matlab-Simulink per la modellazione, l'analisi e la simulazione numerica di sistemi dinamici.
Il sito elearning del corso è utilizzato per le comunicazioni docente/studenti e per consentire agli studenti di scaricare tutti i materiali didattici (slides, codici Matlab, modelli Simulink, esercizi e soluzioni). Il sito è inoltre utilizzato per la pubblicazione delle soluzioni delle prove scritte d'esame.
L'interazione docente-studenti è realizzata fissando un orario di ricevimento per i colloqui con il docente, e viene anche data la disponibilità di fissare appuntamenti specifici previo contatto mediante posta elettronica.
Il corso è interamente svolto in lingua inglese.
The course is developed via "face-to-face" lessons with the support of slides. The practical works are carried out in the classroom by solving typical problems at the blackboard by the teacher, with the active participation of the students. A set of practical lessons are also carried out in the PC lab, where the students are arranged in couples and a PC is given to each couple, to let the students interactively use Matlab-Simulink codes and tools for the modellling, the analysis and the numerical simulation of dynamic systems.
The "elearning" site of the course is used for the teacher/students communications as well as to allow the download of all educational materials (slides, Matlab codes, Simulink models, exercises and solutions). The site is also used for the publication of the solutions of the written exam tests.
The teacher-students direct interaction is obtained via a permanent timetable reception day, and also via personal appointments, provided that the student contacts the teacher via e-mail.
The course is entirely held in English language.
Il corso mira a fornire una conoscenza approfondita delle tecniche per la modellazione, l'analisi e la caratterizzazione di stabilità/prestazioni di sistemi dinamici "in anello aperto". Vengono illustrate le tecniche di linearizzazione di sistemi rappresentati da problemi ODE, la teoria classica dei controlli (trasformata di Laplace e funzioni di trasferimento) e le rappresentazioni in spazio di stato, con un'attenzione particolare a casi di applicazione aerospaziale. Una parte del corso è inoltre dedicata all'uso di Matlab-Simulink per l'analisi e la simulazione numerica di sistemi dinamici. I principali argomenti trattati nel corso sono:
The Course aims to provide an in-depth knowledge of the standard techniques for the modelling, the analysis and the stability/performance characterisation of open-loop dynamic systems. ODE problems linearization, classical control theory (Laplace transforms and transfer functions) and state-space approaches are presented, with particular reference to aerospace case studies. A part of the Course is also dedicated to the use of Matlab-Simulink CAE tools for the simulation and analysis of dynamic systems.
The main topics and the general structure of the Course are described in the following:
Nessuna indicazione.
No indications.
Le modalità d'esame sono le seguenti:
The final exam is carried out as follows:
Non applicabile.
Not applicable.
None.
