Questo lavoro si propone di approfondire la conoscenza dei generatori ad ultrasuoni che alimentano i trasduttori piezoelettrici per la saldatura ad ultrasuoni di materie plastiche e metalli. Il progetto del generatore è strettamente dipendente dalla conoscenza dei fenomeni di meccanica delle vibrazioni presenti nel sistema saldatore. A questo proposito si mettono in luce pregi e difetti di alcuni controlli presenti in letteratura attraverso alcune simulazioni in Matlab e Simulink e si propongono alcune soluzioni basate sulla teoria del controllo robusto per l’ottimizzazione delle prestazioni degli stessi.
In questi casi la vibrazione è un fenomeno voluto, e cercato a dovere per fruttarlo in un determinato modo. In alcuni ambiti infatti, spesso il funzionamento di un sistema `e basato proprio sul fatto che uno o più dei suoi elementi siano posti in vibrazione al fine di ottenere un certo comportamento. Si pensi ad esempio al mondo della musica, e del suono in generale: i suoni sono onde di pressione generate da strutture vibranti (ad esempio le corde vocali) e le onde di pressione possono generare vibrazione di strutture. I microfoni e gli altoparlanti permettono di riprodurre un segnale sonoro proprio grazie al fatto che la loro membrana viene fatta vibrare opportunamente.
L'obiettivo di questa tesi è utilzzare le conoscenze acquisite nel corso di Controlli Automatici per studiare il controllo di un sistema fisico semplificato. All'inizio si deriveranno le equazioni che descrivono il sistema, in seguito si ricaverà la risposta al gradino in catena chiusa del sistema. Si otterranno cose importanti informazioni sul sistema. Verranno in seguito proposti tre diversi metodi di controllo: controllo PID, attraverso sintesi in frequenza, attraverso sintesi del luogo delle radici. In ognuno dei tre casi si utilizzeranno diversi metodi e formule per arrivare comunque allo stesso risultato, cioè soddisfare le specifiche richieste.
Il progetto consiste nel simulare in ambiente MATLAB un controllo di un pendolo inverso. Si descriverà il sistema per poi ricavarne il modello matematico, verrà analizzata la risposta dinamica a catena aperta. Si cercherà di progettare un controllore inserendolo nel sistema retroazionato in modo da rendere il sestema stabile. Il progetto del controllore verrà realizzato in tre modi differenti: utilizzando un controllore PID, studiando il luogo delle radici ed inne tramite lo studio in frequenza. Si effettueranno inoltre delle simulazioni tramite SIMULINK per vedere l'effettivo funzionamento dei controllori.
L’obiettivo della seguente tesi è l’analisi di stabilità ed il controllo del sistema meccanico che permette il posizionamento di un’antenna controllata da un servomeccanismo che ne determina l’inclinazione. L’apparato è in grado di consentire un’elevazione tra 0 e 90 gradi. L’elevazione è controllata da un servomeccanismo di posizione che utilizza come attuatore un motore in corrente continua e come trasduttore di rotazione un potenziometro. La tensione fornita da quest’ultimo viene considerata come uscita del sistema la quale, confrontata con una tensione di riferimento (ingresso del sistema), permette di determinare la rotazione da compiere.
Presentazione dei Sistemi guarnenti per dosatori volumetrici, ideale in ambito alimentare e farmaceutico.
Verifica strutturale di elementi deformabili per la separazione di fluidi.
Esempio di membrane soggette a spostamento oligociclico simmetrico sollecitate da pressioni e temperature variabili in ambito alimentare.
All’interno di questo elaborato si è provveduto a fare una panoramica dei framework di riferimento del CoSO, tale da mostrare alcune caratteristiche fondamentali dei sistemi di controllo interno e dell’enterprise risk management. In particolare ci si è più volte soffermati a ribadire che il SCI è formato da una serie di salvaguardie che includono sia strumenti organizzativi che di controllo, predisposte dal management e dal board per mitigare i rischi gravanti sul business che altrimenti impedirebbero all’organizzazione di conseguire i propri obiettivi.
Presentazione delle soluzioni in cui RFID.
Analisi dell’architettura tecnologica, attiva o passiva, in banda HF o UHF, configurate in base all’obiettivo che il progetto mira a raggiungere, considerando parametri quali la distanza di rilevazione ed il numero di oggetti da tracciare, la volontarietà o l’automatismo dell’identificazione, oltre alle tipicità del contesto operativo.
Focus 3 casi applicativi:
- Tenuta Ornellaia - settore vitivinicol
- Cooperativa Agricola Ortoamico - settore orticolo
- Antolini Luigi & C. - settore pietra naturale.
Identificazione univoca, con Rfid, barcode e intelligence a livello di sistema. Il focus dell'intervento riguarda alcuni casi di successo realizzati tramite tecnologia Rfid e barcode, associati allo sviluppo gestionale più completo, secondo le migliori logiche di filiera. Soluzione che va incontro alla direzione di quella legge europea (General Food Law Regulation 178-2002 EU) che offre indicazioni precise agli operatori della filiera, grazie a un tool gestionale che serve a tracciare suini, bovini, ovini e caprini, dalla nascita sino alla vendita delle carni nei vari punti vendita.
L’obiettivo di questa tesi è utilizzare le conoscenze apprese durante il corso di controlli automatici per studiare il comportamento di un sistema fisico semplificato: la sospensione di un autobus. All’inizio verranno descritte le equazioni che descrivono il sistema, mentre in seguito si analizzerà la risposta al gradino unitario in catena chiusa del sistema che ci darà importanti informazioni sul sistema. Verranno in seguito descritti 3 metodi di controllo: PID, sintesi in frequenza con i diagrammi di Bode e luogo delle radici. In ognuno dei tre casi si cercherà di arrivare sempre allo stesso risultato: soddisfare le specifiche richieste in partenza.
Presentazione del progetto QR Code per la tracciabilità dei prodotti proventienti della regione Campania. L'iniziativa è stata pensata per fornire al consumatore, in tempo reale, tutti i dati sulla qualità del prodotto acquistato, sulla provenienza con tanto di geolocalizzazione e con tanto di dati sulle analisi effettuate per decretarne la salubrità e con archivio di quelle precedenti.
Al progetto hanno aderito oltre 300 aziende e altre sono in attesa di ricevere il QR Code. L’Istituto Zooprofilattico ha il compito di effettuare le analisi sul prodotto e fornire la scheda con la tracciabilità dell'intera filiera: le analisi chimiche, le precedenti analisi e la geolocalizzazione dell’azienda produttrice.
Il sistema di controllo di velocita di crociera (noto nell'ambito automobilistico come dispositivo di Cruise Control), consiste in un controllo in retroazione in grado di mantenere stabilmente una velocita di riferimento imposta a un mezzo. Un controllo di questo tipo agisce sul motore del mezzo aumentandone/diminuendone la velocità per mantenerla costante contrastando condizioni esterne come vento, pendenza o irregolarità della strada. Tale dispositivo mira a rendere il piu possibile omogeneo il moto del mezzo lungo il tragitto evitando continue variazioni di velocita e consentendo quindi un notevole risparmio energetico.
Presentazione dei sistemi di tracciabilità, vantaggi strategici:
- Efficienza logistica
- Supporto al marketing
I sistemi standard GS1 per favorire la visibilità e l’efficienza della catena del valore.
Descrizione attività ed impostazione del modello di attività dello studio, che viene eseguito sotto due differenti condizioni di temperatura (T ambiente e T=90°C). Analisi con pressione 7 bar .
L’obiettivo dell’attività è un’analisi comparativa dello stato di sollecitazione dell’elemento sottoposto sia ad un movimento imposto dell’anello interno (verso l’alto o il basso di 1 mm), che dell’applicazione della pressione di esercizio.
Presentazione dei risultati dell'analisi FEM su membrana alimentare, Analisi a T 90° C – Modello Mooney Rivlin.
Nuova geometria da disegno “LO161013.L.O.”
In lingua inglese.
For real time quality/safety in line control of food packaging and bottling systems.
Presentazione del progetto che, grazie alla nuova tecnologia, utilizza un sensore spettroscopico a laser che permette la misurazione dell’atmosfera interna e il controllo dell’integrità delle confezioni dei prodotti food & bev senza necessità di contatto con il prodotto, non modificando quindi il packaging e migliorando così il controllo della qualità e della sicurezza alimentare in fase di produzione.
Presentazione delle soluzioni tecniche per la gestione della tracciabilità. Ottimizzazione dei processi in magazzino con mappatura 3D e gestione della logistica che permette di migliorare la movimentazione delle merci sfruttando un rivoluzionario metodo di mappatura grafica delle corsie.
Questo elaborato nasce per approfondire le questioni riguardanti l’acquisizione di segnali dal mondo analogico e la loro digitalizzazione nell’ambito del progetto Freescale Cup, ma la presentazione del lavoro svolto può essere uno strumento di supporto anche a chi si trova ad affrontare tematiche simili. Ci si augura che la trattazione abbia soddisfatto le aspettative del lettore e possa essere stata d’aiuto per risolvere dubbi soprattutto a studenti che si rivolgono a questa sfida, magari per la prima volta. Il concetto di maggior importanza che si vuole trasmettere è la difficile corrispondenza tra idealità di un concetto e realtà dei fatti, in quanto ci si trova di fronte ad una sfida di non poco conto, dove la progettazione teorica si deve scontrare con l’ applicazione pratica.
Lo scopo di questa tesi `e quello di progettare vari sistemi di controllo per il sistema meccanico ‘‘Ball and Beam’’ che soddisfino alcune specifiche di progetto. Gli strumenti che si hanno a disposizione sono le nozioni fornite in particolare nei corsi di Sistemi e Modelli e di Controlli Automatici, a supporto delle quali si `e utilizzato largamente il programma di calcolo e simulazione MATLAB. Il sistema preso in esame `e caratterizzato da equazioni differenziali del secondo ordine, il primo passo dell’elaborato consister`a nel ricavare un modello lineare di tale sistema. Si proceder`a a studiare le caratteristiche del sistema in catena aperta concentrandosi in particolare sulla stabilità. Nel caso in cui il sistema sia instabile o comunque non soddisfi i parametri di progetto, si proceder`a a realizzare vari sistemi di controllo che rendano il sistema complessivo soddisfacente.
In questo elaborato sono stati progettati tre controllori con tre metodi diversi. Tutti rispettano le specifiche di progetto anche se l'unico test di vericae stata la risposta al gradino. Questo e stato sufficiente per vericare la sovraelongazione e il tempo di assestamento ma per un'analisi piu approfondita sarebbe stato utile sottoporre il sistema a test piu realistici come ad esempio un disturbo W casuale. Questo avrebbe dato l'idea di come si comporta il sistema in condizioni reali anche se non e stato l'oggetto di questo elaborato. E' sicuramente stato utile imparare ad utilizzare il tool Simulink che mette a disposizione un'innita di strumenti di ausilio alla simulazione e progettazione di modelli.
Lo scopo dell'elaborato e dunque, di progettare il sistema di controllo del beccheggio di un aereo usando dierenti tipi di approccio per la risoluzione del problema: come primo approccio vi e un'analisi del problema con la relativa derivazione del modello matematico. Successivamente viene illustrato il vero e proprio progetto del controllore, sviluppato con diversi approcci: sintesi tramite i controllori P, PI, PD, PID, sintesi mediante il luogo delle radici ed inne sintesi tramite il progetto di reti correttrici nel dominio della frequenza. Per lo svolgimento del progetto e stato utilizzato il software Matlab, con i relativi strumenti di progettazione e simulazione, Simulink e Sisotool.
L'elaborato tratta della sintesi per tentativi di un controllore per un radar mobile. Tale compensatore, oltre a rispettare una serie di specifiche di progetto, permette al radar di catturare e inseguire oggetti in volo con moto casuale e altezza costante. Particolare attenzione è data alla modellizzazione matematica del problema e alla linearizzazione del sistema non lineare che lo descrive.
Con il seguente elaborato si vuole offrire uno strumento di ulteriore approfondimento sul controllo in retroazione di una smart car, con la speranza risulti utile ai futuri concorrenti della “Freescale Cup”. Il Sistema in esame è il classico sistema meccatronico dove sono richieste competenze nell’ambito elettromeccanico, elettronico ed in particolare una notevole dimestichezza con i linguaggi di programmazione sia di alto che basso livello. Dopo una visione di insieme sull’Hardware e Software utilizzati e sul loro interfacciamento, mi soffermerò in particolare sull’analisi e sulla elaborazione dei segnali acquisiti dalla telecamera ed infine sull’implementazione del controllo del veicolo.
Lo scopo di questo elaborato è progettare un sistema di controllo del moto verticale di un sommergibile. Il controllore verrà progettato sulla base del modello linearizzato del sistema fisico in analisi. Infine verranno condotte delle prove con l'ausilio di Simulink per analizzare l'effetto che il controllore ha sul sistema reale. Si riconosceranno così gli accorgimenti da impiegare per far funzionare correttamente il controllore anche su quest'ultimo.
La manutenzione predittiva e proattiva, controllo remoto dello stato di salute degli asset nel settore alimentare.
Studio della maggiore sicurezza per l'OEM, un servizio di valore per l'end user. Esperienze reali in Italia e all'estero direttamente raccontate dal Gruppo Pavan, leader nelle macchine per pastifici.
In questa tesi viene presentato il problema della sintesi di un controllore per un sistema di sospensioni di un'autoveicolo. Il problema viene presentato sia in ambiente Matlab che Simulink. La sintesi viene effettuata con tre metodologie differenti (controllore PID, luogo delle radici, sintesi di Bode) ciascuna corredata dalla rispettiva implementazione nello schema a blocchi di Simulink.
L'obiettivo di questa tesi e' lo studio e l'implementazione di tecniche di controllo sensorless per rimuovere il sensore di posizione. La tecnica sensorless sviluppata viene applicata agli azionamenti elettrici con motori sincroni a magneti permanenti (PMSM). In particolare, il controllo e' stato sviluppato utilizzando due metodi: uno in grado di operare con velocita' medio - alte e l' altro adatto a velocita' basse o nulle. Quest'ultima tecnica sensorless e' adatta quindi anche per il controllo di posizione ed entrambe le tecniche sono poi combinate al ne di poter operare nell'intero campo di velocita' del motore.
E’ stato realizzato un sistema di misura delle forze di reazione al suolo verticali. Sono stati utilizzati dei sensori laminari FSR posizionati in modo strategico sulla soletta della scarpa, si è visto come la posizione dei sensori sia critica ma, soprattutto dai risultati degli ultimi test, si conclude che un elevato numero di sensori non aumenta necessariamente l’accuratezza del sistema (si vedano i coefficienti nulli calcolati nel capitolo precedente).
La prima parte della tesi ho lo scopo di evidenziare lo stato dell’arte di alcune tecnologie di accumulo di energia elettrica e come queste possano apportare benefici al sistema elettrico. I sistemi di stoccaggio dell’energia presi in considerazione sono le batterie elettrochimiche, i volani meccanici, i supercondensatori, gli impianti di stoccaggio ad aria compressa e gli impianti di pompaggio. I sistemi di accumulo termico, il vettore energetico idrogeno ed altre forme di accumulo di energia non sono presi in considerazione in tale trattazione. La seconda parte presenta una modellazione dinamica dell’esercizio annuo di un impianto di
accumulo ad aria compressa CAES mediante il software Simulink.
Lo scopo di questo lavoro consiste nello studio delle possibili strategie tecniche per il funzionamento in rete isolata dell’innovativa turbina idroelettrica denominata “VLH”. Per raggiungere questo obiettivo, si è strutturato il lavoro secondo le seguenti tappe: studio approfondito dell’innovativa turbina idroelettrica Very Low Head (VLH), progettata da MJ2 Technologies per uno sfruttamento efficiente e remunerativo di siti a bassissimo salto, e analisi dell’impianto di produzione nel suo insieme; valutazione di nuovi scenari applicativi del suddetto sistema di generazione, con particolare attenzione alla possibilità di funzionamento in isola; sviluppo di un sistema di controllo opportuno che permetta all’impianto di alimentare una piccola rete composta da carichi passivi e/o piccoli generatori distribuiti di potenza complessiva minore di quella della VLH.
L 'obiettivo principale è quello di produrre un mezzo filtrante che, a parità di efficienza filtrante di mezzi tradizionali, abbia una maggiore permeabilità all'aria. Inoltre ci si è impegnati affinché il prodotto finale sia industrializzabile sia dal punto di vista del processo produttivo, sia come resistenza alle ulteriori lavorazioni.\nLa maggior permeabilità all'aria è dovuta all'utilizzo di nanofibre, che sono state prodotte attraverso la tecnica dell'elettrofilatura. Lo studio approfondito delle condizioni ambientali, in particolar modo dell'umidità, ha aumentato la conoscenza del processo, rendendo possibile una maggiore riproducibilità dello stesso.\nLe nanofibre sono depositate su un tessuto per filtrazione tradizionale. Diventa pertanto fondamentale per il prodotto finito che le fibre non si distacchino dal supporto.
La spintronica è un nuovo campo di ricerca dell’elettronica, con grandissime potenzialità di creare dispositivi a basso consumo di potenza e maggiori performance. Nella tesi sono trattati effetti come la IEC, la GMR, la TMR, l’accoppiamento spin-orbita, la spin torque, l’effetto hall di spin. Notevoli sono le applicazioni, già presenti nel mercato, come gli hard disk, le valvole spin, o le MRAM, o in via di sviluppo, come i semiconduttori ferromagnetici, lo spin-led o lo spin-transistor. In meno di vent’anni la spintronica ha cambiato il volto dell’immagazzinamento dei dati, aprono le porte al mondo dei video digitali e di internet.
La prima parte del lavoro descrive il modello numerico di una macchina reversibile (pompa-turbina)funzionante da turbina. Sono presentate tutte le impostazioni e i passaggi seguiti per validare i risultati ottenuti tramite analisi CFD. La seconda parte tratta la simulazione numerica della fase di frenatura della macchina dove si riscontra il comportamento instabile. I risultati ottenuti confermano la presenza di celle stallate rotanti che causano l'instabilità, come riportato in letteratura.
Introduzione al software FLANGEPRO per la gestione delle integrità (Integrity Flange Management) che può essere
facilmente implementato su più progetti e attività. Il nuovo software FlangePro è molto flessibile ed è ampiamente personalizzabile per rispecchiare i processi e le procedure organizzative. FlangePro è la naturale evoluzione del software Controller, conosciuto ed utilizzato a livello internazionale, ma che adesso può essere utilizzato in tutta la pipeline, ovvero condotte, flange, valvole, ed altre attrezzature specialistiche.
Flange Integrity Management System
Joint and bolt stress calculations
Safety training on Hydraulic Equipments
Bolting and Tensioning Training
La comunità scientifica, recentemente, sta considerando con sempre maggiore interesse l'adozione di reti di sensori wireless in contesti come le comunicazioni real-time (industriali) e i sistemi di misura distribuiti. Queste applicazioni richiedono tipicamente, al sistema di comunicazione, di soddisfare requisiti molto stringenti, considerando anche l'intrinseca inaffidabilità del canale radio.Risulta quindi necessaria un'accurata caratterizzazione, in termini metrologici, del comportamento di questa tipologia di reti, tramite sistemi di misura adatti alla valutazione dei più appropriati indici di prestazioni. Sfortunatamente, infatti, l'impiego di questi sistemi è ancora agli inizi, nonostante le interessanti prospettive applicative fornite dalle reti wireless real-time.
In lingua inglese
Questa tesi espone il lavoro realizzato nell’ambito di due diverse attività, entrambe riguardanti lo sviluppo di modelli magnetici agli elementi finiti per l’ottimizzazione di macchine per la fusione. In particolare gli argomenti trattati riguardano la progettazione dell’acceleratore elettrostatico del prototipo di Iniettore di Neutri (NBI) per ITER e del sistema di controllo attivo delle instabilità MHD di cui è dotato l’esperimento RFX-mod in configurazione Reverse Field Pinch (RFP), rispettivamente il primo in costruzione e il secondo già operante al Consorzio RFX a Padova. TER, il primo reattore sperimentale a fusione in costruzione a Cadarache (Francia), sarà dotato di due NBI, ciascuno in grado di iniettare nel plasma fino ad una potenza di 16.5 MW, mediante l’accelerazione di ioni negativi di idrogeno o deuterio con energia fino a 1MeV.
In lingua inglese
La liberalizzazione del mercato elettrico, aumentando la competitività nel settore, ha dato un notevole impulso allo sviluppo della gestione ottimizzata delle infrastrutture e dei componenti (Asset Management) nelle aziende preposte alla produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. L’applicazione delle moderne strategie di Asset Management ha inciso notevolmente sulla politica di manutenzione dei componenti, con l’introduzione graduale, a fianco della manutenzione programmata, della manutenzione su condizione (in inglese “Condition Based Maintenance” o CBM), basata essenzialmente sulla possibilità di stimare, tramite opportuni indicatori diagnostici del degrado, le condizioni e la vita residua del componente e prevedere di conseguenza l’intervento di manutenzione.
Allo stato dell’arte, l’uso di sistemi di misura a coordinate (CMS) per la verifica di tolleranze geometriche e dimensionali risulta essere sempre più diffuso in ambito manifatturiero. Tuttavia, l’esigenza relativa alla riduzione dei tempi di controllo, unita ad una maggiore complessità nel task di misura, sta mettendo in luce i limiti dei tradizionali sistemi di misura a contatto. In particolare la miniaturizzazione dei componenti e l’utilizzo di nuovi materiali facilmente danneggiabili rende l’impiego dei sistemi ottici sempre più indicato nell’ambiente produttivo industriale. Tuttavia, alcuni problemi permangono ancora a limitare la diffusione di strumenti di misura ottici per il controllo geometrico e dimensionale.
In italia inglese
In una società che diventa sempre più consapevole delle conseguenza che l’attività umana ha sull’ambiente, non è possibile ignorare l’impatto dovuto alle aziende manifatturiere. Queste ultime devono rispondere non solo a delle esigenze ambientali ma anche a degli obblighi di tipo economico e legislativo. Nello specifico, lo stampaggio di lamiera viene considerato come un processo che consuma non poca energia se viene considerato il peso del componente finito, al tempo stesso si tratta di un processo caratterizzato da un livello elevato di efficienza per quanto riguarda l’utilizzo di materia prima. Nonostante ciò l’esaurirsi delle risorse presenti in natura ed il livello preoccupante di inquinamento causati dal consumo di energia e di materia prima impone un’ulteriore riduzione dei consumi.
In lingua inglese
Il lavoro di ricerca è stato sviluppato all’interno della cantieristica forestale e della gestione del verde nella Regione Friuli Venezia Giulia, settore in cui il numero degli infortuni gravi e mortali, che coinvolge operatori professionali e non, è sottostimato e poco analizzato dal punto di vista della prevenzione. L’obiettivo dello studio è stato quello di analizzare gli scenari operativi, definire una serie di azioni cognitive e scientifiche da contestualizzare nel luogo di lavoro bosco e foresta. Infine la tesi ha proposto una serie di azioni problem solving sia di carattere gestionale che operativo. Dal punto di vista metodologico la ricerca è stata sviluppata sia in conformità della normativa vigente in materia di sicurezza (D. Lgs. 81/2008) sia attraverso un approccio ingegneristico (Safety Engineering).
Alstom Power Italia, insieme a HERA, ha implementato un nuovo design per i sistemi di trattamento fumi da inceneritore con un sistema di doppia filtrazione in serie combinato con un SCR tail-end a bassa temperatura. Le elevate prestazioni del sistema nella rimozione di vari inquinanti sono state dimostrate durante un’estesa campagna di misure. L’articolo descrive le caratteristiche più importanti del sistema, nell’ottica di un sistema di trattamento fumi in grado di rimuovere diversi contaminanti.