Paniere metodi e tecnologie di simulazione - risposte multiple

Set Domande: METODI E TECNOLOGIE DI SIMULAZIONE

INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 001

01. Quali sono gli obiettivi del corso di Metodi e Tecnologie di Simulazione?

Illustrare allo studente il problema della modellizzazione di sistemi reali e fornirgli un insieme di metodi per l'analisi e il controllo di sistemi dinamici in ambiente

simulato.

Analizzare i diversi tipi di modelli matematici esistenti per i sistemi di controllo.

Fornire tecniche avanzate di analisi matematica e modellistica multifisica.

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Set Domande: METODI E TECNOLOGIE DI SIMULAZIONE

INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 002

01. In cosa consiste l'azione di controllo?

Consiste (i) nella individuazione, per le grandezze controllanti, delle evoluzioni temporali alle quali corrisponde l'andamento desiderato per le grandezze controllate e (ii)

nell'attuazione concreta delle operazioni che consentono di realizzare questi andamenti nel processo reale.

Consiste in un intervento del progettista finalizzato a rilevare eventuali anomalie di funzionamento.

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Consiste nella misura delle uscite e nella conseguente regolazione del comportamento del sistema.

02. Si descrivano brevemente il problema del controllo e i suoi elementi fondamentali. © 2016 Università Telematica eCampus - Data Stampa 14/12/2016 15:06:19 - 6/108

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INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 003

01. Qual è la differenza tra modelli deterministici e modelli stocastici?

I primi rappresentano anche sistemi deterministici di cui non si abbia conoscenza completa.

I primi, a differenza dei secondi, modellano sistemi intrinsecamente probabilistici oppure sistemi deterministici di cui non si abbia conoscenza completa.

I secondi, a differenza dei primi, modellano sistemi intrinsecamente probabilistici oppure sistemi deterministici di cui non si abbia conoscenza completa.

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02. Si illustrino le principali modalità di classificazione dei modelli di sistemi dinamici. © 2016 Università Telematica eCampus - Data Stampa 14/12/2016 15:06:20 - 7/108

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INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 004

01. Quando un modello lineare è adatto a fornire un'approssimazione locale del comportamento di un sistema fisico intrinsecamente nonlineare?

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Mai.

Quando le variabili dinamiche in gioco hanno una variabilità piccola, tale da non portare lo stato del sistema fuori da un opportuno intorno del punto di lavoro scelto.

Solo per determinati sistemi dinamici.

02. Si discutano brevemente, eventualmente con l'ausilio di un esempio, i limiti di validità dei modelli lineari.

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INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 005

01. Ogni combinazione lineare del tipo y_0(t)=c_1*exp(lambda_1*t)+c_2*exp(lambda_2*t) + ... + c_n*exp(lambda_n*t) è soluzione dell'equazioneomogenea

associata ad una equazione differenziale ordinaria. Cosa rappresentano i coefficienti lambda_i, per i=1,..., n?

Gli autovalori della matrice dinamica del sistema.

Le condizioni iniziali del problema di Cauchy.

Le radici del polinomio caratteristico associato all'equazione differenziale considerata.

Le soluzioni del problema di Cauchy.

02. Come si scrive la soluzione o integrale generale di un'equazione differenziale ordinaria?

Come somma della soluzione dell'equazione omogenea associata e del cosiddetto integrale particolare.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Come la sola soluzione dell'equazione omogenea associata.

Come il solo integrale particolare.

03. Definire la soluzione (o integrale generale) di un'equazione differenziale ordinaria e la procedura di calcolo della soluzione dell'equazione omogenea associata.

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Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 007

01. La soluzione di una equazione differenziale omogenea di ordine n è definita a meno di n costanti di integrazione. In base al problema di Cauchy, per

determinare univocamente l'integrale generale di una equazione differenziale non omogenea di ordine n, che cosa è quindi necessario associare ad essa?

n condizioni iniziali.

n vincoli di disuguaglianza.

n derivate costanti.

n termini noti.

02. Si illustri brevemente la procedura di soluzione di un'equazione differenziale nel dominio di Laplace.

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INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 008

01. Data la rappresentazione con lo spazio di stato di un sistema, posta nella forma esplicita, cosa rappresenta la phi(t) = exp(At)?

La matrice delle risposte impulsive.

La matrice di transizione dello stato in sé stesso.

La matrice delle risposte impulsive nello stato.

La matrice di transizione dello stato nell'uscita.

02. L'antitrasformata della funzione di trasferimento W(s) di un sistema rappresenta:

La risposta forzata del sistema nel dominio del tempo.

La risposta al gradino del sistema nel dominio del tempo.

La risposta libera del sistema nel dominio del tempo.

La risposta all'impulso del sistema nel dominio del tempo.

03. L'antitrasformata di W(s)U(s) consente:

Il calcolo della risposta forzata del sistema nel dominio del tempo solo in corrispondenza a determinati ingressi.

Il calcolo della risposta forzata del sistema nel dominio del tempo in corrispondenza a qualunque ingresso.

Il calcolo della risposta a gradino del sistema.

Il calcolo della risposta libera del sistema nel dominio del tempo in corrispondenza a qualunque ingresso.

04. Data una rappresentazione con lo spazio di stato nella forma xdot=Ax+Bu, y=Cx, se x ha dimensione n, u ha dimensione q e y ha dimensione p, che

dimensioni ha la matrice B?

p x q

n x n

p x n

n x q

05. Definire, mediante le relative formule, la matrice di transizione dello stato nell'uscita e la matrice delle risposte impulsive.

06. Si illustri brevemente la procedura di passaggio da un'equazione differenziale ad una rappresentazione con lo spazio di stato.

07. Definire, mediante le relative formule, la matrice di transizione dello stato in sé stesso e la matrice delle risposte impulsive nello stato.

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Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 009

01. Cosa distingue l'oscillatore smorzato dall'oscillatore armonico semplice?

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L'assenza di un termine di attrito.

L'assenza della molla.

La presenza di un termine di attrito, che si oppone al moto, proporzionale alla velocità del corpo.

02. Quale delle seguenti affermazioni è corretta con riferimento alla soluzione dell'equazione dell'oscillatore armonico semplice?

La soluzione è del tipo x(t) = c1*exp(i*omega0*t) + c2*exp(-i*omega0*t) ed è non periodica.

La soluzione è del tipo x(t) = A*sin(omega0*t) + B*cos(omega0*t) ed è non periodica.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

La soluzione è del tipo x(t) = a*sin(omega0*t+phi) ed è periodica di periodo T=2*pi/omega0.

03. Cosa rappresenta l'oscillatore armonico semplice?

Un pendolo invertito su un carrello che scivola lungo un piano inclinato.

Un corpo puntiforme di massa m vincolato a muoversi lungo una specifica direzione. Tale corpo è collegato ad un secondo corpo, che si suppone di massa infinita,

attraverso una molla di costante elastica k, che si suppone lavorare in regime di linearità.

Una sequenza di carrelli connessi da molle tra loro e con un corpo di massa infinita posizionato all'estremità.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

04. Come si determinano le costanti di integrazione relative alla soluzione dell'oscillatore armonico semplice?

Si possono assegnare arbitrariamente.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Risolvendo il problema di Cauchy in base alle condizioni iniziali e valgono a = sqrt(A^2+B^2) e phi = 2*pi/omega0.

Risolvendo il problema di Cauchy in base alle condizioni iniziali e valgono a = sqrt(x0^2 + (x0dot/omega0)^2) e phi = arctg(x0*omega0/x0dot).

05. Con riferimento all'evoluzione libera dell'oscillatore smorzato, si possono distinguere tre casi:

1) alpha < omega0, regime oscillatorio o pseudoperiodico; 2) alpha = omega0, sovrasmorzamento; 3) alpha > omega0, smorzamento critico, con alpha = coeff_attrito/2m.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

1) alpha < omega0, regime oscillatorio o pseudoperiodico; 2) alpha = omega0, smorzamento critico; 3) alpha > omega0, sovrasmorzamento, con alpha = coeff_attrito/2m.

1) alpha < omega0, sovrasmorzamento; 2) alpha = omega0, smorzamento critico; 3) alpha > omega0, regime oscillatorio o pseudoperiodico, con alpha = coeff_attrito/2m.

06. Come è definito il fattore di merito dell'oscillatore smorzato?

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

E' il rapporto tra le ampiezze massime della forza elastica di richiamo e le ampiezze massime della forza d'attrito.

E' il rapporto tra l'energia dissipata in un periodo e quella immagazzinata in un periodo.

E' il rapporto tra le ampiezze massime della forza di attrito e le ampiezze massime della forza elastica di richiamo.

07. Descrivere brevemente il modello dell'oscillatore smorzato (non forzato).

08. Descrivere brevemente il modello dell'oscillatore armonico semplice. © 2016 Università Telematica eCampus - Data Stampa 14/12/2016 15:06:21 - 13/108

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Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 010

01. Quanto vale la potenza media trasferita all'oscillatore smorzato forzato sul periodo T?

P_media = - (a*omega*f0)/2

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P_media = - (a*omega*f0)*cos(omega*t)*sin(omega*t + phi)

P_media = - ((a*omega*f0)/2)*sin(phi)

02. Qual è l'equazione del moto di un oscillatore smorzato forzato?

xdoubledot + omega0^2*x = 0

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xdoubledot + 2*alpha*xdot + omega0^2*x = 0

xdoubledot + 2*alpha*xdot + omega0^2*x = f/m

03. Qualitativamente, qual è il comportamento di un oscillatore smorzato forzato in regime oscillatorio?

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

E' quello tipico di un filtro passa-banda del secondo ordine con poli complessi coniugati.

E' quello tipico di un filtro passa-basso del secondo ordine con poli complessi coniugati.

E' quello tipico di un filtro passa-alto del secondo ordine con poli complessi coniugati.

04. Qual è la differenza in termini energetici tra oscillatore armonico semplice e oscillatore smorzato?

Il secondo è un sistema conservativo, mentre nel primo l'energia non si conserva.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Il primo è un sistema conservativo, mentre nel secondo l'energia non si conserva.

Nessuna. Sono entrambi sistemi conservativi.

05. Qual è la situazione energetica dell'oscillatore armonico semplice quando la massa attraversa l'origine?

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

L'energia cinetica e l'energia potenziale sono uguali.

L'energia cinetica è nulla e l'energia potenziale è massima.

L'energia cinetica è massima e l'energia potenziale è nulla.

06. Descrivere brevemente il modello dell'oscillatore smorzato forzato. © 2016 Università Telematica eCampus - Data Stampa 14/12/2016 15:06:22 - 14/108

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Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 011

01. Alla risoluzione di quale problema di controllo ben si presta il modello del pendolo inverso forzato?

Il problema di controllo finalizzato a trovare il controllo tau in corrispondenza del quale, a regime, la configurazione del sistema sia phi = 0, cioè il pendolo si mantenga

in posizione verticale.

Il problema di controllo finalizzato a trovare il controllo tau in corrispondenza del quale, a regime, la configurazione del sistema sia phi = 3/2*pi.

Il problema di controllo finalizzato a trovare il controllo tau in corrispondenza del quale, a regime, la configurazione del sistema sia phi = 0, cioè il pendolo si mantenga

in posizione orizzontale.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

02. Quali sono le forze agenti sul pendolo semplice?

Il corpo è soggetto alla tensione T del filo cui è collegato e alla reazione vincolare del piano al quale è appoggiato.

Il corpo si muove per effetto della forza peso mg e della tensione T del filo lungo una circonferenza di raggio l.

Il corpo è soggetto alla forza peso alla reazione vincolare del piano sul quale poggia.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

03. Quale delle seguenti indica correttamente l'evoluzione libera e il periodo delle oscillazioni in un pendolo semplice (approssimazione per piccole oscillazioni)?

theta(t) = a*sin(omega0*t + phi), T = 2*pi*sqrt(l/g)

theta(t) = a tang(omega0*t + phi), T = 2*pi*sqrt(l/g)

theta(t) = a*sin(omega0*t + phi), T = omega0/(2*pi)

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

04. L'equazione del pendolo semplice per piccole oscillazioni intorno alla configurazione di riposo ha la stessa struttura dell'equazione di quale sistema meccanico

a costanti concentrate?

Oscillatore smorzato.

Oscillatore armonico semplice.

Oscillatore smorzato forzato.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

05. Nel pendolo semplice, la componente della forza peso lungo la direzione normale vale:

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Fn= - mg

Fn = - mg*sin(theta)

Fn = - mg*tang(theta)

06. Con riferimento al pendolo semplice, scelta come sistema di riferimento una coppia di vettori che individuano rispettivamente la direzione del filo (radiale) e

quella ortogonale ad esso (normale), quale delle seguenti è corretta?

Lungo la direzione radiale l'accelerazione del corpo è massima per effetto della tensione del filo che agisce da vincolo.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Lungo la direzione radiale l'accelerazione del corpo è nulla per effetto della tensione del filo che agisce da vincolo.

La scelta di tale sistema di riferimento ci permette di limitare lo studio del moto nella direzione radiale.

07. Descrivere brevemente il modello del pendolo semplice.

08. Descrivere brevemente il modello del pendolo inverso. © 2016 Università Telematica eCampus - Data Stampa 14/12/2016 15:06:22 - 15/108

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INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE

Docente: Ricciardi Celsi Lorenzo

Lezione 012

01. Considerando il problema degli oscillatori accoppiati (due corpi di massa m accoppiati elasticamente tra loro e ad una parete fissa, in presenza di attrito),

quando i due oscillatori si muovono in opposizione di fase, cioè in maniera asincrona?

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Per qualsiasi omega.

Per omega = sqrt(k/m), dove k è la costante elastica corpo-parete.

Per omega = sqrt((k+2*h)/m), dove k è la costante elastica corpo-parete e h è la costante elastica tra i due corpi.

02. Cosa succede nel caso di oscillatori accoppiati con smorzamento?

Le oscillazioni tendono esponenzialmente a zero, tanto più velocemente quanto più è grande il contributo degli attriti.

Le oscillazioni tendono esponenzialmente a zero, tanto più lentamente quanto più è grande il contributo degli attriti.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Le oscillazioni divergono, tanto più velocemente quanto più è grande il contributo degli attriti.

03. Cosa succede negli oscillatori accoppiati, dal punto di vista energetico?

L'energia si trasferisce continuamente da un oscillatore all'altro: quando l'ampiezza del moto di un oscillatore raggiunge il valore massimo, l'altra si annulla e viceversa.

L'energia non si trasferisce continuamente da un oscillatore all'altro: ciascun oscillatore conserva il proprio valore di energia in base alla sua legge di moto.

L'energia si trasferisce continuamente da un oscillatore all'altro: quando l'ampiezza del moto di un oscillatore raggiunge il valore massimo, l'altra raggiunge il valore

massimo e viceversa.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

04. Quale delle seguenti è vera con riferimento alla soluzione del problema degli oscillatori accoppiati?

Il moto delle masse consiste in un andamento tangenziale ad una pulsazione pari alla semidifferenza tra quella sincrona e quella asincrona, modulata da un inviluppo

esponenziale di ampiezza pari al rapporto tra pulsazione sincrona e pulsazione asincrona.

Nessuna delle altre risposte proposte è corretta

Il moto delle masse consiste in un'oscillazione sinusoidale ad una pulsazione pari alla semidifferenza tra quella sincrona e quella asincrona, modulata da un inviluppo

esponenziale di ampiezza pari al rapporto tra pulsazione sincrona e pulsazione asincrona.

Il moto delle masse consiste in una