Temi d'esame di Meccatronica - parte 3

NO

di matricola TEMA A oixiryv,.e.r:

Esercizio

i in figura in cui uh inocore in-corrente continua

Si consideri il ventilatoke dièegnato

aziona un albero rotante sul quale è calettato un ventolino.

Si vuole regolare la Velocità di rotazione delle Vale in inodo tale ch(J

queste, non

vincolate stacchino impkoyvisamente,

all'albero da nessun blocco, non si

"librandosi" nell'aria circ6stante.

In tale da

questo senso dei) inotore in modo

si realizzi un controllo della Coppia

vincere la sua la sua coppia utile, che le pale

inerzia, l'attrito e da impedire, tramite

volino via. (0 Il'.)i)

Si supponga noto il momento di inerma baratteristiche dell attrito viscoso da cui è

del motore, 'le

caratterizzato e la costante che lega la sua alimentazione alla velocità angolare brodoità.

1. Si disegni lo schema a blocchi della catena di regolazione indicando le variabili in Ingresso ed

uscita di ciascun blocco, in partièolarevanabile di controllo, manipolata di procesSo.

21 Si calcoli la funzione di trasferimento del processo in esame e dell 'intero sistema di Fegolazione.

3. Si disegni il diagramma di Bode della funzione così determinata discutendo Èii eventuali

stabilitàrmstabilità.

problemi di

4. In caso di instabilità

del processo si proponga una forma di controllo

necessario a mantenere

stabile il processo descrivendone le modalità implementative (eliminazione poli, eventuale

presenza di predittori, forme di controllo in cascata e fèed forward).

5. Si descriva il funzionamento dell'attuatore usato in termini di circuito elettrico equivalente, tipo

di pilotaggio e circuito di alimentazione descrivendo anche il comportamento dei dispositivi

elettronici che lo costituiscono.

6. Si descriva il funzionamento di un trasduttore

utilizzabile per leggere la variabile di processo.

la corrispondente rete di

7. Si descriva condizionamento, unitamente ad uno stadio di conversione

precisione di un millesimo

A/D con su tutta la gamma di valori letti. Disegnare il collegamento

con il microprocessore.

8. Si spieghi come si potrebbe visualizzare

su monitor LCD la variabile di processo del motore

predisponendo 3 cifre in formato BCD.

9. Qual è il valore massimo della coppia utile del motore in corrente continua, in modo che le pale

non si stacchino dall'albero rotante?

Esercizio 2

Si parli dei controllori ottimali. In particolare si descriva il caso del controllo di un sistema ad anello

aperto con una variazione a gradino dell'ingresso al controllore.

NB. Per la prova in itinere al punto 6 e 7 indicare il trasduttore scelto e disegnare la rete di

condizionamcnto con l'ADC motivando la scelta del numero di bit. No punto 8.

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ELETTRONICA DEIJZ() NOVEMBRE

INDUSTRIALWY.APPEULO STRAORDINARIO

Nome e Cognome del candidato

N O

di matricola x

MCC continua

da un motore in corrente

Un pennino che registra l'andamento dir-un segnale -Viene

azionato

preciso mentre al di sotto della punta

che tramite un albero lo posiziona orizzontalmente in un punto il corretto

millimetrata. Il sistema che si vuole realizzare controlla

scrivente scorre un rotolo di carta

del penmno.

posizionamento si introduca un termine di ritardo dovuto

del processo al fatto che

Nella funzione di trasfenmento essere sollevato dalla carta.

il pennino deve

essere spostato

prima di converte la rotazione

meccanico che dell'albero in spostamento

il meccamsmo lineare

Si descriva catena di acquisizione/regolazione indicando

a blocchi della le variabili

schema in

disegni lo

2. Si blocco.

di ciascun

uscita

ingresso e processo e dell'interb

tlasferuneu del sistema)

di regolanone,

{Àzione di volendo

3. Si calcoli la del pennino.

posizione

della

realizzare up contrpllo così

della ftlnzione determinata

di mde discutendo gli pventuali problemi

il diagramma

4. Si disegni

stabilità/instabilità.

di proponga yna forma di

del processo si controllo utile a riportare il processo in

di instabilità

5. In Caso stabilità; si descrivano dettagliatamente le tecniche adottate per

di stabilizzare il

condizioni anche la loro impiementazione numerica.

e, ove fosse necessario,

processo piezoelettrico e la relativa rete di condizionamento.

6. Si descriva l'accelerometro

il funzionamento di un dispositivo SCR che potrebbe alimentare il motore

descriva infine

7. Si a seconda che il carico sia capacitivo, resistivo o

utilizzato e il suo diverso comportamento

induttivo. 2006

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ELETTRONICA INDUSTRIALE ESAME DEL 23 GIUGNO 2006

Nome e Cognome del candidato

NO

di matricola

PROBLEMA 1 Si vuole regolaare la velocità di un robot

per riccrchc di laboratorio

un altro

direzionalità

viene controllata

in

che trascuriamo)

modo controllando um

continuo che

motore in corrente aziona

l'albero su montate le ruote.

cui sono

2 è un

Il Set Point del robot gestito tramite

segnale in tensione.

meccanismo movimentazione delle

Il di

è ? e

ruote caratterizzato

da un attrito la

è

lunghezza L

del braccio

1. Si disegni lo schema a blocchi della catena di acquisizione/regolazione

indicando le

variabili in ingresso e uscita di ciascun blocco.

2. Si la funzione di trasferimento

calcoli del processo in esame e dell'intero sistema di

regolazione.

3. Si disegni il diagramma

di Bode della funzione così determinata

discutendo

gli eventuali

problemi di stabilità/instabilità.

In proponga una

4. caso di instabilità processo si forma

del di controllo utile a riportare il

processo in condizioni stabilità; si descrivano dettagliatamente

di le tecniche adottate per

stabilizzare il e, ove fosse necessario, anche la loro

processo implementazione numerica.

alla misura della

5. Si scelga un trasduttore adatto variabile di processo, se ne descriva IT

funzionamento e necessaria rete di condizionamento.

la

6. Si descriva il funzionamento del circuito che per regolare la

serve velocità del MCC,

7. Si predisponga della variabile

set point analogico di processo

un voluta e Io si interfacci

microprocessore

con un modo da leggerlo

in con una precisione del 5 per mille.

PROBLEMA 2

Si descriva il controllo in cascata facendo riferimento al tipico problema visto a lezione del

controllo della temperatura di un liquido all'interno di uno scambiatore di calore.

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