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Metodi e strumenti dell’ingegneria per la generazione di traiettorie ottimali in servoazionamenti per macchine automatiche

20/21 Ottobre 2016 14.30-17.30
c/o LIAMLAB – via Vignolese, 1910
41057 Spilamberto (MO)

Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze ingegneristiche fondamentali per la corretta pianificazione ed ottimizzazione delle leggi di moto negli azionamenti per macchine automatiche (principalmente azionamenti elettrici o “camme elettroniche”).

La corretta scelta delle traiettorie ha infatti importanti conseguenze pratiche sia a livello progettuale (dimensionamento degli attuatori), sia durante l’utilizzo della macchina nel su ciclo vita (e.g. minimizzazione del consumo energetico).

Il corso si propone di fornire non solo conoscenze teoriche, comunque essenziali, ma anche conoscenze pratiche e relativi strumenti dell’ingegneria, attraverso la discussione (project-based learning) di casi studio di rilevanza industriale.

Il corso di 12 ore si terrà il 20 e il 21 Ottobre dalle ore 10:00 alle 13:00 e dalle 14:00 alle 17:00 presso LIAMLAB, via Vignolese 1910 – 41057 Spilamberto (MO)

 

Programma di Giovedì 20/10/16

Introduzione alla scelta della legge di moto ed implicazioni sul dimensionamento del sistema di azionamento

  • Tipologie di leggi di moto:
    • Polinomiali, trigonometrie, Gutman/Freudstain, Spline, traiettorie composte
    • Classificazione dei vincoli (posizione, velocità, accelerazione, jerk)
    • Confronto fra diverse leggi di moto
  • Metodi matematici per l’ottimizzazione delle leggi di moto
    • Definizione del problema di ottimo
    • Definizione dei vincoli sulla traiettoria per sistemi mono/multi gradi di libertà
    • Definizione della funzione costo da minimizzare
    • Leggi di moto energy- optimal
    • Leggi di moto torque-optimal
    • Leggi di moto time-optimal
    • Influenza sulla scelta del motore
    • Discussione di un semplice caso pratico, con scelta di motore da catalogo, al variare delle traiettorie imposte

 

Programma di Venerdì 21/10/16

Strumenti dell’ingegneria per il calcolo di leggi ottimali

  • Creazione di un modello per la funzione costo nelle procedure di ottimizzazione
    • Modelli dinamici per il calcolo della coppia in meccanismi di comune utilizzo nelle macchina automatiche
    • Il momento d’inerzia ridotto: un concetto conosciuto ma mal applicato
    • Strumenti CAD/CAE per il calcolo del momento d’inerzia ridotto
    • Modelli pratici per il calcolo dell’energia elettrica in ingresso all’azionamento
  • Disegno di leggi di moto mediante MATLAB
    • Casi pratici
  • Ottimizzazione di leggi di moto mediante MATLAB
    • Algoritmi di ottimizzazione inclusi nel software
    • Scrittura del codice di ottimizzazione
    • Casi pratici
    • Disegno di una legge di moto torque-optimal per meccanismo del tipo slider-crank
    • Disegno di legge di moto energy-optimal per quadrilatero articolato
    • Discussione sulla scelta della traiettoria per motori lineari utilizzati in modalità direct- drive (meccanismo a inerzia costante).