CORSO DI SISTEMI, AUTOMAZIONE E ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE © sebago.
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CORSO DICORSO DISISTEMI, AUTOMAZIONE E ORGANIZZAZIONE DELLA SISTEMI, AUTOMAZIONE E ORGANIZZAZIONE DELLA
PRODUZIONEPRODUZIONE
© © sebagosebago
SISTEMISISTEMI & & MODELLIMODELLI DEFINIZIONIDEFINIZIONI
SISTEMA:SISTEMA:insieme di insieme di ELEMENTIELEMENTI che che INTERAGISCONO INTERAGISCONO FRA LORO FRA LORO per raggiungere un per raggiungere un OBIETTIVO OBIETTIVO COMUNECOMUNE
MODELLO:MODELLO:
RAPPRESENTAZIONERAPPRESENTAZIONE di un oggetto, sistema di un oggetto, sistema o idea in una o idea in una FORMA DIVERSA DALLA FORMA DIVERSA DALLA REALTA’ REALTA’ , al fine di , al fine di SPIEGARE, CAPIRE, SPIEGARE, CAPIRE, PROGETTARE, COSTRUIRE, SIMULARNE IL PROGETTARE, COSTRUIRE, SIMULARNE IL COMPORTAMENTOCOMPORTAMENTO
MODELLI: UNA CLASSIFICAZIONE MODELLI: UNA CLASSIFICAZIONE RAPIDARAPIDA
ICONICIICONICI::
RAPPRESENTAZIONE DEL RAPPRESENTAZIONE DEL SISTEMA IN FORMA SISTEMA IN FORMA GRAFICAGRAFICA E E IN IN SCALASCALA SCHEMA DI IMPIANTO ELETTRICOSCHEMA DI IMPIANTO ELETTRICO
PIANTA DI UN EDIFICIOPIANTA DI UN EDIFICIO
PLASTICO DI UNA DIGAPLASTICO DI UNA DIGA
ANALOGICANALOGICI:I:
RAPPRESENTAZIONE DI RAPPRESENTAZIONE DI UNA PROPRIETA’UNA PROPRIETA’ DEL DEL SISTEMA TRAMITE UNA SISTEMA TRAMITE UNA PROPRIETA’PROPRIETA’ SOSTITUTIVASOSTITUTIVA SIMILESIMILE ANALOGIE IDRAULICO-ELETTRICHEANALOGIE IDRAULICO-ELETTRICHE
ANALOGIE MECCANICO-ELETTRICHEANALOGIE MECCANICO-ELETTRICHE
GRAFICI DI PRODUZIONE AZIENDALE GRAFICI DI PRODUZIONE AZIENDALE
ASTRATTI:ASTRATTI: DETTI ANCHE MODELLI DETTI ANCHE MODELLI SIMBOLICISIMBOLICI O O MATEMATICIMATEMATICI; ; IN ESSI IN ESSI UN SIMBOLOUN SIMBOLO RAPPRESENTA RAPPRESENTA UNA ENTITA’ UNA ENTITA’ DEL SISTEMA REALEDEL SISTEMA REALE
EQUAZIONI RAPPRESENTANTI LEGGI FISICHEEQUAZIONI RAPPRESENTANTI LEGGI FISICHE
SCHEMI A BLOCCHISCHEMI A BLOCCHI
STRUTTURA DI BASE DI UN MODELLOSTRUTTURA DI BASE DI UN MODELLODI UN SISTEMA FISICODI UN SISTEMA FISICO
SISTEMASISTEMAINPUTINPUT OUTPUOUTPU
TTE = E =
f(f(ININ;;OUTOUT))
PPkk
causecause
solle
citazio
n
solle
citazio
n
ii
effettieffetti
comportame
comportame
ntinti
PARAMETRIvariabilivariabili
INDIPENDENTIINDIPENDENTIvariabilivariabili
DIPENDENTIDIPENDENTIIN DEFINITIVA:IN DEFINITIVA:
UN MODELLO DESCRIVE UN LEGAME O UNA UN MODELLO DESCRIVE UN LEGAME O UNA CORRISPONDENZACORRISPONDENZA
FRA FRA GRANDEZZE DI INGRESSOGRANDEZZE DI INGRESSO, , GRANDEZZE DI USCITAGRANDEZZE DI USCITA E E PARAMETRI INTERNIPARAMETRI INTERNI DEL SISTEMA DEL SISTEMA
rispost
rispost
ee
stimoli
stimoli
RIGUARDO ALLE RIGUARDO ALLE
VARIABILIVARIABILI::
VARIABILI VARIABILI TRASVERSALI TRASVERSALI o o DI POSIZIONEDI POSIZIONE::
relative a grandezze per le quali relative a grandezze per le quali IL VALORE DIPENDE IL VALORE DIPENDE DALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTODALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO ovvero ovvero che possono essere che possono essere VALUTATE COME DIFFERENZA VALUTATE COME DIFFERENZA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA DUE PUNTIDUE PUNTI
ESEMPI::
SISTEMISISTEMIMECCANIMECCANICICI
50 km/h 30 km/h
Qual è la Qual è la VELOCITA’VELOCITA’ dell’autistdell’autistaa del taxi ?del taxi ?
DIPENDE DIPENDE !!
riferita alla stradariferita alla strada: : vR = 50 km/hriferita al pullmanriferita al pullman: : vR = 20 km/hriferita al taxiriferita al taxi: : vR = 0 km/h
VARIABILI VARIABILI TRASVERSALI TRASVERSALI o o DI POSIZIONEDI POSIZIONE::
relative a grandezze per le quali relative a grandezze per le quali IL VALORE DIPENDE IL VALORE DIPENDE DALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTODALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO ovvero ovvero che possono essere che possono essere VALUTATE COME DIFFERENZA VALUTATE COME DIFFERENZA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA DUE PUNTIDUE PUNTI
ESEMPI::
SISTEMISISTEMIELETTRICIELETTRICI
Qual è la Qual è la TENSIONETENSIONEdella fase L1della fase L1 ??
DIPENDE DIPENDE !!
riferita alla fase L2riferita alla fase L2: : U = 400 Vriferita al centro stellariferita al centro stella: : U = 230 Vriferita al punto Ariferita al punto A: : U = 200 V
RIGUARDO ALLE RIGUARDO ALLE
VARIABILIVARIABILI::
L1
L2
L3
R
R
A
VARIABILI VARIABILI TRASVERSALI TRASVERSALI o o DI POSIZIONEDI POSIZIONE::
relative a grandezze per le quali relative a grandezze per le quali IL VALORE DIPENDE IL VALORE DIPENDE DALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTODALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO ovvero ovvero che possono essere che possono essere VALUTATE COME DIFFERENZA VALUTATE COME DIFFERENZA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA DUE PUNTIDUE PUNTI
ESEMPI::
SISTEMISISTEMIIDRAULICIIDRAULICI
Qual è la Qual è la differenza di differenza di PRESSIONEPRESSIONE nella sezione Anella sezione A ??
DIPENDE DIPENDE !!
riferita alla sezione Briferita alla sezione B: : p = 2 p = 2 barbar
riferita alla sezione Criferita alla sezione C: : p = 3,5 p = 3,5 barbar
RIGUARDO ALLE RIGUARDO ALLE
VARIABILIVARIABILI::
AA BB CC
6 bar 4 bar 2,5 bar
VARIABILI VARIABILI TRASVERSALI TRASVERSALI o o DI POSIZIONEDI POSIZIONE::
relative a grandezze per le quali relative a grandezze per le quali IL VALORE DIPENDE IL VALORE DIPENDE DALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTODALLA SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO ovvero ovvero che possono essere che possono essere VALUTATE COME DIFFERENZA VALUTATE COME DIFFERENZA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA TRA I VALORI MISURATI CONTEMPORANEAMENTE FRA DUE PUNTIDUE PUNTI
ESEMPI::
SISTEMISISTEMITERMICITERMICI
Qual è la Qual è la differenza di differenza di TEMPERATURATEMPERATURAper la stanza Bper la stanza B ??
DIPENDE DIPENDE !!
riferita alla stanza Ariferita alla stanza A: : T = -10 T = -10 °C°C
riferita alla stanza Criferita alla stanza C: : T = +5 T = +5 °C°C
RIGUARDO ALLE RIGUARDO ALLE
VARIABILIVARIABILI::
AA BB CC
T=35 T=35 °C°C
T=25 T=25 °C°C
T=20 T=20 °C°C
RIGUARDO ALLERIGUARDO ALLE VARIABILIVARIABILI::VARIABILI VARIABILI PASSANTIPASSANTI o o DI FLUSSODI FLUSSO::
relative a grandezze per le quali IL VALORE E' MISURABILE IN IL VALORE E' MISURABILE IN UN SOLO PUNTOUN SOLO PUNTO e che ATTRAVERSANO IL MEZZOATTRAVERSANO IL MEZZO tramite il quale si propagano, PASSANDO DA PUNTI DOVE LA PASSANDO DA PUNTI DOVE LA VARIABILE DI POSIZIONE E' MAGGIORE VERSO PUNTI VARIABILE DI POSIZIONE E' MAGGIORE VERSO PUNTI DOVE LA VARIABILE DI POSIZIONE E' MINOREDOVE LA VARIABILE DI POSIZIONE E' MINORE
ESEMPIESEMPI::
SISTEMISISTEMIELETTRICIELETTRICI
SISTEMISISTEMIIDRAULICIIDRAULICI
SISTEMISISTEMITERMICITERMICI
VV22 VV11
II CORRENTE ELETTRICA [I]= ACORRENTE ELETTRICA [I]= A
VV22 > V > V11
pp22 pp11
QQVV PORTATA VOLUMICA [QPORTATA VOLUMICA [QVV]= ]= mm33/s/s
pp22 > p > p11
TT22 TT11
TT FLUSSO TERMICO [FLUSSO TERMICO [TT]= W]= W
TT22 > > TT11
RIGUARDO AIRIGUARDO AI PARAMETRIPARAMETRI::Per ogni componente, il legame tra la variabile di posizione (o variabile trasversale) e la variabile di flusso (o variabile passante) è caratterizzato anche dalle sue proprietà fisiche o chimiche e dalle sue caratteristiche geometriche.
Queste grandezze sono definite PARAMETRIPARAMETRI del componente.
Se i PARAMETRIPARAMETRI
sono costanti Sistema STAZIONARIOSTAZIONARIO
sono variabili Sistema TEMPOVARIANTETEMPOVARIANTE
Nel seguito si ipotizzerà che i PARAMETRIPARAMETRI siano COSTANTICOSTANTI.
RIGUARDO AIRIGUARDO AI COMPONENTI COMPONENTI ELEMENTARIELEMENTARI::
sono in grado di generare
autonomamente energia
ATTIVIATTIVI
PASSIVIPASSIVI
Nel seguito si analizzeranno solo COMPONENTI ELEMENTARI PASSIVI
non sono in grado di accumulare l’energia
ricevuta ma la dissipano in altre forme in modo
irreversibile
DISTINGUIAMO INDISTINGUIAMO IN
DISSIPATIVIDISSIPATIVI
CONSERVATICONSERVATIVIVI
per funzionare hanno necessità di una
alimentazione indipendente
sono in grado di accumulare
e restituire energia grazie
a:
non sono in grado di generare
autonomamente energia ma solo di utilizzare
quella ricevuta
Variabile di
Posizione
Variabile di
Flusso
GENERATORI
AMPLIFICATORIOPERAZIONALI
UNA NOTA SUI UNA NOTA SUI VINCOLIVINCOLI::
RAPPRESENTANO I LIMITI DI VALIDITA’LIMITI DI VALIDITA’ DEL MODELLO
INSIEME DI VALORI ACCETTABILI PER LE VARIABILI DI POSIZIONE E DI FLUSSO
INSIEME DI VALORI ACCETTABILI PER I PARAMETRI INTERNI
STRUTTURA DEL MODELLO MATEMATICO
ALL’INFUORI DEI LIMITI DI VALIDITALIMITI DI VALIDITA’’ IL MODELLO NON E’ PIU’ RITENUTO VALIDO
PER DESCRIVERE UN FENOMENO REALE
COME SI COSTRUISCE UN COME SI COSTRUISCE UN MODELLO MODELLO MATEMATICOMATEMATICO ??
OSSERVARE IL FENOMENO CHE SI
DESIDERA MODELLIZZAREINDIVIDUARE LE VARIABILI
FONDAMENTALI (DI POSIZIONE E DI FLUSSO)
ESEGUIRE UNA SERIE DI MISURAZIONI DEI VALORI
DELLE VARIABILIIPOTIZZARE UN LEGAME
MATEMATICO FRA LE GRANDEZZE, FISSANDONE
I VINCOLI DI VALIDITA’
ESEGUIRE LE VERIFICHE SPERIMENTALI PER CONFERMARE O SMENTIRE LA
BONTA’ DEL MODELLO
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI ELETTRICIELETTRICI
IL COMPONENTE DISSIPATIVO: IL COMPONENTE DISSIPATIVO: RESISTORERESISTORE
IN UN MATERIALE CONDUTTORE, SOTTOPOSTO A DIFFERENZA DI
POTENZIALE, SI OSSERVA IL PASSAGGIO DI CORRENTE ELETTRICA
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): DIFFERENZA DI POTENZIALE U, misurata in V VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): CORRENTE ELETTRICA I, misurata in A
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA DIFFERENZA DI POTENZIALE (V.P.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA CORRENTE ELETTRICA (V.F.)
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
R: RESISTENZA PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
U = R•I [R] =
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI ELETTRICIELETTRICIUN COMPONENTE CONSERVATIVO: UN COMPONENTE CONSERVATIVO:
CONDENSATORECONDENSATORE
FRA DUE ARMATURE, SEPARATE DA UN DIELETTRICO, SOTTOPOSTE A UNA VARIAZIONE NEL TEMPO DI DIFFERENZA DI POTENZIALE, SI
OSSERVA IL PASSAGGIO DI CORRENTE ELETTRICA
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): DIFFERENZA DI POTENZIALE U, misurata in V VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): CORRENTE ELETTRICA I, misurata in A
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA CORRENTE ELETTRICA (V.F.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DELLA DIFFERENZA DI POTENZIALE (V.P.) E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DI TEMPO
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
C: CAPACITA’ PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE DEL DIELETTRICO E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
I = C• U
t[C] = F
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI ELETTRICIELETTRICI
UN COMPONENTE CONSERVATIVO: UN COMPONENTE CONSERVATIVO: INDUTTOREINDUTTORE
IN UN SOLENOIDE, ATTRAVERSATO DA UNA CORRENTE VARIABILE NEL TEMPO, SI OSSERVA IL FORMARSI DI
UNA TENSIONE INDOTTA
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): DIFFERENZA DI POTENZIALE U, misurata in V VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): CORRENTE ELETTRICA I, misurata in A
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA TENSIONE INDOTTA (V.P.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DELLA CORRENTE (V.F.) E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DI TEMPO
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
L: INDUTTANZA PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE SU CUI E’ AVVOLTO E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
U = L• I
t[L] = H
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI ELETTRICIELETTRICINOTE INTERPRETATIVENOTE INTERPRETATIVE
IL MODELLO MATEMATICO DEL IL MODELLO MATEMATICO DEL RESISTORERESISTORE SI PUO’ APPLICARE SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A TUTTI TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA DISSIPAZIONE DI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA DISSIPAZIONE DI ENERGIA ELETTRICAENERGIA ELETTRICA
ESEMPIO: CAVI ELETTRICI DI BASSA TENSIONEESEMPIO: CAVI ELETTRICI DI BASSA TENSIONE
IL MODELLO MATEMATICO DEL IL MODELLO MATEMATICO DEL CONDENSATORE CONDENSATORE SI PUO’ SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A ANCHE A TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA VARIAZIONE DELLA TENSIONE APPLICATA FRA DUE PARTIVARIAZIONE DELLA TENSIONE APPLICATA FRA DUE PARTI
ESEMPIO: CONDUTTURE AEREE DI ALTA TENSIONEESEMPIO: CONDUTTURE AEREE DI ALTA TENSIONE
IL MODELLO MATEMATICO DELL’ IL MODELLO MATEMATICO DELL’ INDUTTORE INDUTTORE SI PUO’ APPLICARE SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A TUTTI I TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA TENSIONE INDOTTA FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA TENSIONE INDOTTA CAUSATA DA UNA VARIAZIONE DI FLUSSO MAGNETICO (LEGGE DI CAUSATA DA UNA VARIAZIONE DI FLUSSO MAGNETICO (LEGGE DI Faraday-Neumann-Lenz) Faraday-Neumann-Lenz) ESEMPIO: MOTORI ASINCRONI TRIFASEESEMPIO: MOTORI ASINCRONI TRIFASE
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI ELETTRICIELETTRICIVINCOLIVINCOLI
IL MODELLO MATEMATICO DEL RESISTORE RISULTA NON PIU’ VALIDO SE APPLICATO A MATERIALI SEMICONDUTTORI
IL MODELLLO MATEMATICO DEL CONDENSATORE RISULTA NON APPLICABILE SE IL CAMPO ELETTRICO FRA LE ARMATURE SUPERA IL VALORE DI SOPPORTABILE DAL DIELETTRICO
IL MODELLLO MATEMATICO DELL’ INDUTTORE RISULTA NON APPLICABILE SE IL FLUSSO DI CAMPO MAGNETICO INTERNO ALL’AVVOLGIMENTO HA UN VALORE TALE DA PORTARE IL NUCLEO IN SATURAZIONE
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI MECCANICIMECCANICI
IL COMPONENTE DISSIPATIVO: IL COMPONENTE DISSIPATIVO: SMORZATORESMORZATORE
IN UNO SMORZATORE, SOTTOPOSTO A UNA FORZA, SI OSSERVA CHE IL PISTONE AVANZA CON UNA CERTA VELOCITA’ RELATIVA
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): VELOCITA’ RELATIVA, misurata in m/s VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): FORZA, misurata in N
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA VELOCITA’ RELATIVA (V.P.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA FORZA (V.F.)
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
b: COEFFICIENTE DI ATTRITO VISCOSO PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
vR = (1/b)•F
FvR
[b] = N•s/m
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI MECCANICIMECCANICI
UN COMPONENTE CONSERVATIVO: UN COMPONENTE CONSERVATIVO: MASSAMASSA
UNA FORZA APPLICATA AD UN CORPO NE DETERMINA UNA VARIAZIONE DI VELOCITA’ RELATIVA (o ACCELERAZIONE)
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): VELOCITA’ RELATIVA, misurata in m/s VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): FORZA, misurata in N
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
m: MASSA PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
F = m• vR
FvR
[m] = kgt
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA FORZA (V.F.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DELLA VELOCITA’ RELATIVA(V.P.) E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DI TEMPO
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI MECCANICIMECCANICI
UN COMPONENTE CONSERVATIVO: UN COMPONENTE CONSERVATIVO: MOLLAMOLLA
UNA MOLLA, SOLLECITATA DA UNA FORZA, VARIA LA
SUA LUNGHEZZA
NEL CAMPO ELASTICO SI HA:
F = k • L
VARIABILE DI POSIZIONE (V.P.): VELOCITA’ RELATIVA, misurata in m/s VARIABILE DI FLUSSO (V.F.): FORZA, misurata in N
DALLE MISURAZIONI RISULTA CHE LA VELOCITA’ RELATIVA (V.P.) E’ DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DELLA FORZA (V.F.) E INVERSAMENTE PROPORZIONALE ALLA VARIAZIONE DI TEMPO
COSTANTE DI PROPORZIONALITA’:
k: COSTANTE ELASTICA PARAMETRO INTERNO
DIPENDE DAL MATERIALE E DALLE CARATTERISTICHE GEOMETRICHE
vR = (1/k)• F t
[k] = N/m
L0 L
F
L = L – L0
L = vR
t
[k] = N/m
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI MECCANICIMECCANICINOTE INTERPRETATIVENOTE INTERPRETATIVE
IL MODELLO MATEMATICO DELLO IL MODELLO MATEMATICO DELLO SMORZATORESMORZATORE SI PUO’ SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A ANCHE A TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA TUTTI I FENOMENI NEI QUALI SIA PRESENTE UNA DISSIPAZIONE DI ENERGIA MECCANICA DISSIPAZIONE DI ENERGIA MECCANICA (PER ESEMPIO A CAUSA (PER ESEMPIO A CAUSA DELL’DELL’ATTRITOATTRITO)) ESEMPIO: PARACADUTEESEMPIO: PARACADUTE
IL MODELLO MATEMATICO DELLA IL MODELLO MATEMATICO DELLA MASSA MASSA SI PUO’ APPLICARE NON SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A TUTTI I TUTTI I FENOMENI PER I QUALI SIA APPLICABILE FENOMENI PER I QUALI SIA APPLICABILE LA LA 2^ LEGGE DELLA 2^ LEGGE DELLA DINAMICADINAMICA ESEMPIO: MOTO CAUSATO DALLA FORZA DI ESEMPIO: MOTO CAUSATO DALLA FORZA DI GRAVITA’GRAVITA’
IL MODELLO MATEMATICO DELLA IL MODELLO MATEMATICO DELLA MOLLA MOLLA SI PUO’ APPLICARE NON SI PUO’ APPLICARE NON SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A SOLO AL SINGOLO COMPONENTE FISICO MA ANCHE A TUTTI I CASI TUTTI I CASI NEI QUALI SIA PRESENTE UN FENOMENO DI DEFORMAZONE NEI QUALI SIA PRESENTE UN FENOMENO DI DEFORMAZONE ELASTICAELASTICA
ESEMPIO: TRASDUTTORI ESTENSIMETRICIESEMPIO: TRASDUTTORI ESTENSIMETRICI
COMPONENTI ELEMENTARICOMPONENTI ELEMENTARI DI DI SISTEMI SISTEMI MECCANICIMECCANICIVINCOLIVINCOLI
IL MODELLO MATEMATICO DELLO SMORZATORE RISULTA NON PIU’ VALIDO SE LA VELOCITA’ RELATIVA vR>2 m/s
IL MODELLLO MATEMATICO DELLA MASSA RISULTA NON APPLICABILE SE LA VELOCITA’ RELATIVA NON E’ MOLTO PIU’ PICCOLA DELLA VELOCITA’ DELLA LUCE (c=300 000 km/s)
IL MODELLLO MATEMATICO DELLA MOLLA RISULTA NON APPLICABILE SE LA FORZA IMPRESSA E’ TALE DA PROVOCARE UNA DEFORMAZIONE PERMANENTE O DI TIPO PLASTICO O ANELASTICO
ANALOGIEANALOGIE FRA COMPONENTI FRA COMPONENTI ELETTRICIELETTRICI E E MECCANICIMECCANICI
ELETTRICIELETTRICI MECCANICIMECCANICIVARIABILE DI
POSIZIONE
VARIABILE DI FLUSSO
POTENZA
COMPONENTE DISSIPATIVO
COMPONENTE CONSERVATIVO
(PER V.P.)
COMPONENTE CONSERVATIVO
(PER V.F.)
TENSIONE (d.d.p.) [U] = V VELOCITA’ RELATIVA [vR] = m/s
CORRENTE [I] = A FORZA [F] = N
P = U•I [P] = W P = vR•F [P] = W
U = R•I [R] =
I = =( )• U
U
R R
1F = b•vR
vR = =( )• F [b] = N•s/m b b
F 1
vR = (1/k)• F t
F = m• vR
t
U = L• I t
I = C• U t
[C] = F
[m] = kg
[L] = H
[k] = N/m F = k• L
R
k
1
b
1
L
C m
ANALOGIEANALOGIE FRA COMPONENTI FRA COMPONENTI ELETTRICIELETTRICI E E MECCANICIMECCANICIin simboli…
R bvR
U
I F
Rb1
bR1
L kU
I
F
Lk1
kL1
vR
CU
I
C mF
vR
ANALOGIEANALOGIE FRA COMPONENTI FRA COMPONENTI ELETTRICIELETTRICI E E MECCANICIMECCANICI
IN UN NODO LA SOMMA DELLE
CORRENTI ENTRANTI E’ UGUALE ALLA SOMMA
DELLE CORRENTI USCENTI
IN UN NODO LA SOMMA DELLE FORZE ENTRANTI
E’ UGUALE ALLA SOMMA DELLE FORZE
USCENTI
IN UNA MAGLIALA SOMMA DELLE
FORZE ELETTROMOTRICI E’ UGUALE ALLA SOMMA
DELLE CADUTE DI TENSIONE
IN UN PERCORSO CHIUSO LA SOMMA DELLE VELOCITA’
RELATIVE E’ NULLA
PRINCIPI DI KIRCHHOFF PRINCIPI DI D’ALEMBERT
ANALOGIEANALOGIE FRA CIRCUITI FRA CIRCUITI ELETTRICIELETTRICI E E MECCANICIMECCANICI
b1 = 200
k = 500
m = 4 kg
mN•s
b2 = 125 mN•s
m N
R1 = 5 m
R2= 8 m
C = 4 F
L = 2 mH
BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA Fagarazzi – Mialich – RossiFagarazzi – Mialich – Rossi
Sistemi Automatici – Vol. 1°Sistemi Automatici – Vol. 1°Ed. CalderiniEd. Calderini
Savi – Nasuti – Tanzi Savi – Nasuti – Tanzi Sistemi, Automazione e Organizzazione della produzioneSistemi, Automazione e Organizzazione della produzioneEd. CalderiniEd. Calderini
De Santis – Cacciaglia - SaggeseDe Santis – Cacciaglia - SaggeseCorso di Sistemi – vol. 1Corso di Sistemi – vol. 1Ed. CalderiniEd. Calderini
Capezzuto – GianniCapezzuto – GianniSistemi, Modellistica-Comunicazione-Misura-ControlloSistemi, Modellistica-Comunicazione-Misura-ControlloEd. HoepliEd. Hoepli