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Controllo adattativo per sistemi di posizionamento di motori lineari ad elevata precisione

Informazioni tesi

  Autore: Fabio Fanelli
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2007-08
  Università: Politecnico di Bari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'automazione
  Relatore: Biagio Turchiano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 213

Il lavoro di tesi affronta le problematiche relative al controllo micrometrico di posizione di motori elettrici, nel suddetto caso lineari, sviluppando ed implementando tecniche di controllo avanzate sia in simulazione, che a livello sperimentale.
Tali tecniche rientrano a far parte dei metodi di controllo adattativi basati sull’approssimazione, solo recentemente divenuti realizzabili grazie al rapido avanzamento delle tecnologie dei calcolatori elettronici, in quanto risultano essere particolarmente onerosi dal punto di vista computazionale.
L’attuatore utilizzato è un motore lineare tubolare a magneti permanenti progettato dal dipartimento di Elettronica ed Elettrotecnica del Politecnico di Bari e costruito dall’azienda MASMEC. Con l’ausilio del software MATLAB/Simulink è stato possibile simulare il suo comportamento fisico, ottenendo in prima istanza un riscontro per le tecniche di controllo implementate.
Il lavoro si è dunque svolto fondamentalmente in due fasi, dedicate una allo studio delle tecniche di controllo da applicare, l’altra alla sperimentazione dell’approccio proposto.
Durante quest’ultima fase si è cercato di risolvere problematiche legate al sistema reale in esame, non perfettamente aderente al modello utilizzato in simulazione, per cui si è reso necessario un affinamento online dei parametri di progetto.
I criteri con cui sono stati fissati i valori di alcuni parametri dipendono strettamente dalla traiettoria di riferimento e dall’azionamento di cui si dispone e saranno senz’altro da rivalutare completamente prima di poter applicare le medesime tecniche di controllo in eventuali sviluppi futuri.
Nella tesi si descrive dapprima il servomeccanismo utilizzato per le misurazioni sperimentali, soffermandosi in particolare sulle caratteristiche fisico-elettriche dell’asse lineare e sui fenomeni di attrito che insorgono in condizioni dinamiche, fondamentale per la comprensione di alcune delle strategie di controllo implementate. Si passa poi allo studio dei principi fondamentali ed ai dettagli analitici su cui si basano la tecniche di controllo ed, infine, all’analisi dei risultati ottenuti sia sperimentalmente che in simulazione, mediante l’ausilio di opportuni indici prestazionali.
In conclusione, sulla base di alcune osservazioni preliminari, si propongono alcune varianti che potrebbero portare ad ulteriori sviluppi.

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Capitolo I Controllo di motori lineari 1 CONTROLLO DI MOTORI LINEARI Contenuto: Lo scopo di questo capitolo introduttivo Ł quello di dare dapprima una panoramica generale sui motori lineari, esplicitandone le caratteristiche fondamentali, per poi passare alla descrizione dell asse lineare utilizzato. Chiude il capitolo una breve trattazione sulla modellizzazione dell attrito, concetto chiave per la definizione delle tecniche di controllo. 1.1 Definizione dell ambito scientifico Lo sviluppo della meccatronica pu essere visto com e un inevitabile processo evolutivo delle tecniche di progettazione e contr ollo moderne dettato dalla necessit di realizzare sistemi ad elevate prestazioni, affidabili, economici e user-oriented. Microcomputer, computer embedded ed infine i microcontrollori, hanno infatti rivoluzionato il modo di intendere le logiche di controllo consentendo la realizzazione di schemi di controllo molto complessi che qualche decennio fa venivano indicati solo come modelli teorici matematici che andavano poi semplificati per poter giungere ad una implementazione fisica. Il termine meccatronica (Mechatronics: Mechanical and Electronics Engineering), composto dalle parole meccanica ed elettronica, appare per la prima volta in un documento di una compagnia giapponese (La Yaskawa Electric company) verso la fine degli anni sessanta, ad indicare che lo sviluppo di questi sistemi richiede una conoscenza integrata e simultanea di entrambe le discipline. Ci si riferisce alla meccatronica anche con i termini sistemi elettrome ccanici e meno spesso ingegneria dei controlli ed automazione . Ad oggi sono state fornite decine di definizioni differenti anche se simili di meccatronica, ma la piø accreditata sembra essere quella enunciata da Fukada e Harashima nel 1996: Meccatronica sono quei sistemi che presentano una integrazione

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controllo adattativo
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