Appunti Tecnologie per l'automazione e la robotica

CARATTERISTICHE GENERALI DEI SISTEMI DI CONTROLLO

• solitamente i componenti di un sistema di controllo vengono composti e non realizzati dal progettista
• vi è la necessità di conoscere doti e parametri del componente acquistato per l'integrazione con altri sistemi

doti per:

• caratterizzazione del componente
• campi di escursione per l'ingresso e per l'uscita
• legame tra ingresso e uscita
• valori in condizioni dinamiche e statiche
• errori

doti per: interazione con altri componenti di un sistema

• impedenza ingresso e impedenza uscita

FATTORI CHE INFLUENZANO LA SCELTA DEI COMPONENTI

scelta determinata da: caratteristiche funzionali

• (descritte in precedenza)

scelta determinata da: altri fattori

• sorgenti di alimentazione (elettriche, idrauliche, pneumatiche)
• ambiente di funzionamento (temperatura, pressione, vibrazioni, rumore)
• fattori generali (costi, affidabilità, manutenzione, ingombro, ecc)

Caratteristiche generali dei sistemi di controllo

• Solitamente i componenti di un sistema di controllo vengono compatti e non realizzati dal progettista.
• Vi è la necessità di conoscere i dati e i parametri del componente acquistato per l'integrazione con altri sistemi.
• Dati per:
  • caratterizzazione del componente
  • campi di escursione per l'ingresso e per l'uscita
  • relazione tra ingresso e uscita
  • valori in condizioni dinamiche e stabili
  • errori
• Dati per:
  • interazione con altri componenti di un sistema
  • impedenza ingresso e impedenza uscita

Fattori che influenzano la scelta dei componenti

• Scelta determinata da: caratteristiche funzionali
  • (descritte in precedenza)
• Scelta determinata da: altri fattori
  • sorgenti di alimentazione (elettriche, idrauliche, pneumatiche)
  • ambiente di funzionamento (temperatura, pressione, vibrazioni, rumore)
  • fattori generali (costi, affidabilità, manutenzione, ingombro, ecc)

Sistema di controllo

Errore

Controllo

Amplificazione

Ingresso

Attuazione

Processo/Dispositivo

Uscita

Sistema di trasduzione e misura

Affidabilità

• Parametro statistico che definisce la probabilità che un sistema o un componente funzioni correttamente in un determinato periodo e sotto opportune condizioni.
• È importante per:
  • Sicurezza del funzionamento
  • Programma di manutenzione (preventiva)

Analisi dell'affidabilità

• In relazione ad un sistema o componente si definiscono le seguenti grandezze:
  • P(t) = grado di affidamento → probabilità che un sistema o componente funzioni al tempo t
  • Q(t) = probabilità di guasto → probabilità che un sistema o componente subisca un guasto al tempo t
    • Q(t) = 1 - P(t)
  • T = vita media → periodo di tempo dopo il quale, mediamente, il sistema o componente subisce un guasto
    • P(T) = Q(T) = 0,5
• L'affidabilità può essere modellata come un processo stocastico gaussiano con distribuzione normale: ^dQ/_dt = ¹/_σ√2π e^-(t-T)2/_2σ²

CALCOLO FUNZIONI DA DATI SPERIMENTALI

Le funzioni P(t), Q(t), dQ/dt, possono essere ricavate sperimentalmente eseguendo delle misure su un elevato numero di componenti.

• num. di componenti osservati

• P(t) = 1 - ( Σ_x=1ⁿ nx )/ N

• Q(t_i) ≈ Σ_x=1ⁿ nx

• dQ(t)/dt|_ti ≈ nx / N

• T = Σ_x=1ⁿ t_x nx / N

AFFIDABILITÀ DI UN SISTEMA

• Componenti in serie: un componente fuori uso → tutto il sistema fuori uso.

  R_Tot = 1 - Π_j=1ⁿ(1 - R_j)

  Q_Tot = 1 - Π_j=1ⁿQ_j

• Componenti in parallelo: un componente fuori uso → sistema ancora funzionante (parti duplicate).

  R_Tot = 1 - Π_j=1^m(1 - R_j)

  Q_Tot = 1 - Π_j=1^mQ_j