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Focus

La ricerca del gruppo di Robotica e Automazione Industriale si sviluppa su una varietà di argomenti relativi alle applicazioni di ingegneria dei controlli. Il denominatore comune della ricerca affrontata in questo gruppo è, infatti, l'attenzione per quelle applicazioni in cui il valore aggiunto delle tecniche di controllo è tangibile. L'approccio di ricerca consiste quindi nel ricavare, laddove possibile, elementi utili per lo sviluppo di nuove metodologie di controllo. I settori di applicazione includono la meccatronica (con particolare attenzione al controllo del movimento), la robotica (sia robotica industriale che outdoor), la modellazione dei processi, la simulazione e il controllo (con l'uso di modellazione object-oriented e tecniche di simulazione per impianti di produzione di energia elettrica), l’automazione dei sistemi di produzione e degli impianti industriali, con applicazioni alla produzione in serie e ai sistemi di imballaggio, alle reti di trasmissione e ai sistemi di gestione dell'energia.

Risutati principali della ricerca


Controllo di motori elettrici con sensori di posizione a bassa risoluzione
L'obiettivo di questa ricerca è stata la caratterizzazione del comportamento dinamico e lo sviluppo di metodologie di controllo per motori elettrici (brushless e asincroni) per applicazioni in elettrodomestici, caratterizzati da uso di componenti a basso costo. Un primo risultato scientifico è un metodo per caratterizzare l'errore di stima fatto da misuratori di velocità non basati su modelli. Un secondo risultato riguarda lo studio degli effetti della stima di velocità realizzato con sensori a bassa risoluzione svolgimento sulle prestazioni di un controllo di corrente e velocità di un motore asincrono.

Nuove metodologie per il controllo di manipolatori robotici
Un risultato importante di questa linea di ricerca è stata la revisione dei metodi di controllo robusto per manipolatori robotici, sulla base di una riformulazione delle equazioni del modello dinamico del manipolatore, in cui è strutturata l'incertezza del modello in termini che dipendono dall’azione di controllo e termini che sono indipendenti. Altri risultati significativi riguardano lo sviluppo di una metodologia generale orientata all’utente per la risoluzione olonoma di ridondanza in manipolatori robotici attività mediante l’imposizione di compiti addizionali e di un metodo per la progettazione di controllori per l’interazione uomo-robot.

Analisi meccatronica di sistemi complessi
Facendo riferimento ad una catena di trasmissione complessa per un asse di una macchina utensile, è stata sviluppata una metodologia, basata su analisi modale, per quantificare la sensitività di ogni modo di vibrazione all'elasticità di ogni componente della struttura. Sono stati sviluppati anche modelli dettagliati di simulazione della trasmissione, che permettono di riprodurre con alta fedeltà i risultati sperimentali. Come ulteriore esempio di analisi meccatronica di un sistema complesso, è stato sviluppato un modello di simulazione del comportamento dinamico di un motociclo basato sul paradigma di modellazione object-oriented sviluppato in Modelica, all'interno dell'ambiente Dymola.

Sistemi di calcolo
Si è proposto un nuovo approccio alla progettazione dei componenti di un sistema di elaborazione. Invece di elaborarli direttamente in forma algoritmica e poi eventualmente cercare di adattare i loro parametri, i componenti sono interamente concepiti come controllori. L'approccio - e il sottostante metodo di modellazione - è molto generale, il cha garantisce notevole semplicità e vantaggi prestazionali. E’ stato anche definito un esempio notevole di applicazione che si riferisce alla programmazione di processo.

Ambiente di modellazione object-oriented per supportare la progettazione di sistemi di controllo in centrali elettriche e nei sistemi di conversione dell'energia
Le centrali elettriche e i sistemi di conversione di energia sono gestiti in modo sempre più dinamico, rendendo il controllo avanzato, basato su modelli, sempre più strategico. Un approccio orientato a una modellazione dinamica flessibile ed efficiente di tali sistemi a fini di controllo è stato sviluppato utilizzando il paradigma di modellazione object-oriented. L’approccio è stato applicato con successo a una varietà di sistemi, tra cui impianti a ciclo combinato, centrali a carbone, centrali nucleari, impianti a ciclo organico Rankine e impianti di fusione nucleare.

Controllo predittivo nei sistemi di trasmissione di potenza
L'obiettivo di questa ricerca era quello di progettare un innovativo sistema di controllo per le linee elettriche in grado di rappresentare i carichi termici e allo stesso tempo aumentare la capacità di trasporto complessiva. Nuovi approcci sono stati proposti per la progettazione di tali sistemi di controllo, basati su modelli sia deterministici che statistici, sia lineari che non lineari. I risultati di base mostrano un grande miglioramento rispetto ai risultati della letteratura.