INTELLIGENZA ENERGETICA

Ingegneria Informatica INTELLIGENZA ENERGETICA

0622700031
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA INFORMATICA
2015/2016

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2012
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
IL CORSO DI INTELLIGENZA ENERGETICA SI PROPONE L'OBIETTIVO DI TRATTARE PROBLEMATICHE INERENTI A DISPOSITIVI, METODOLOGIE, TECNOLOGIE, ALGORITMI E TECNICHE DI CONTROLLO DIGITALI PER L'EFFICIENZA ENERGETICA. SCOPO DEL CORSO È FORNIRE AGLI STUDENTI CONOSCENZE E COMPETENZE DI UTILITÀ NELLO SVILUPPO DI SOLUZIONI ENERGETICAMENTE INTELLIGENTI PER LE GREEN ICT.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: CONOSCENZA DELLE LOGICHE E TECNICHE DI CONTROLLO DI SISTEMI DI CONVERSIONE E REGOLAZIONE DELL'ENERGIA PER APPLICAZIONI RELATIVE ALL'ICT, ALLA PRODUZIONE DISTRIBUITA DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI ED AI SISTEMI WIRELESS POWER. CONOSCENZA DI DISPOSITIVI, METODI, ALGORITMI E TECNICHE DI DIGITAL POWER CONTROL PER L'OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA ED IL CONTROLLO DISTRIBUITO A BASSO CONSUMO ED ELEVATA EFFICIENZA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI PROBLEMATICHE ENERGETICHE E VALUTAZIONE CRITICA DELLE SOLUZIONI PIÙ IDONEE PER LA REALIZZAZIONE DI SOLUZIONI ENERGETICAMENTE INTELLIGENTI IN RELAZIONE ALLE SPECIFICITÀ DEL PROBLEMA APPLICATIVO. CAPACITÀ DI VALUTARE LE PROPRIETÀ E LE PRESTAZIONI DI DISPOSITIVI E SISTEMI DI CONTROLLO DIGITALE E DI SVILUPPARE SISTEMI ED ALGORITMI DI CONTROLLO DIGITALE DELL'ENERGIA IN RELAZIONE ALLE ESIGENZE DI OTTIMIZZAZIONE DELL'APPLICAZIONE. CAPACITÀ DI SVILUPPO DI ALGORITMI E ARCHITETTURE DI CONTROLLO FINALIZZATE ALLA REALIZZAZIONE DI SISTEMI ENERGETICAMENTE INTELLIGENTI.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: SAPER INDIVIDUARE E SVILUPPARE LOGICHE DI CONTROLLO ED ALGORITMI IDONEI ALLE SPECIFICITÀ DELL'APPLICAZIONE E VALUTARE CRITICAMENTE LA COERENZA FRA LE PRESTAZIONI ATTESE E I RISULTATI OTTENUTI.

ABILITÀ COMUNICATIVE: SAPER ILLUSTRARE E DISCUTERE SIA VERBALMENTE CHE ATTRAVERSO STRUMENTI DI RAPPRESENTAZIONE SISTEMISTICI E ALGORITMICI LE PRINCIPALI PROBLEMATICHE ENERGETICHE INERENTI ALLE GREEN ICT E LE RELATIVE SOLUZIONI.

CAPACITÀ DI APPRENDERE: SAPER APPLICARE ED ESTENDERE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE LE CONOSCENZE DI ANALISI MATEMATICA, FISICA, PROGRAMMAZIONE DEI CALCOLATORI ELETTRONICI, FONDAMENTI DI AUTOMATICA, CIRCUITI DIGITALI ED ELETTROTECNICA.
Contenuti
IEFFICIENZA ENERGETICA, DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI DI CONVERSIONE STATICA DELL'ENERGIA. MODELLI IN DC E IN AC DELLE PRINCIPALI TOPOLOGIE DI CONVERSIONE DC/DC. FUNZIONI DI TRASFERIMENTO A CICLO APERTO. CONTROLLO IN RETROAZIONE. FUNZIONI DI TRASFERIMENTO A CICLO CHIUSO. METODI DI PROGETTO DEL CONTROLLORE. ALGORITMI DI ANALISI E SIMULAZIONE E RELATIVA IMPLEMENTAZIONE IN MATLAB/SIMULINK/PSIM. PRINCIPALI TIPOLOGIE DI DISPOSITIVI EMBEDDED E LORO MODALITA' DI IMPIEGO NELLE APPLICAZIONI DI CONTROLLO INTELLIGENTE DELL'ENERGIA. IMPLEMENTAZIONE DIGITALE DEL CONTROLLORE DI UN REGOLATORE DC/DC AD ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA MEDIANTE DISPOSITIVI EMBEDDED. EFFETTI DEL CAMPIONAMENTO E DELLA QUANTIZZAZIONE. SCELTA DELLA FREQUENZA DI CROSSOVER E DELLA FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA DI CLOCK DEL MICROCONTROLLORE, DEL NUMERO DI BIT DEI CONVERTITORI A/D E DELLE CARATTERISTICHE DEL SISTEMA DI CONVERSIONE DA CONTROLLARE. PROGETTO DI UN CONTROLLORE DIGITALE LINEARE DI UN CONVERTITORE STATICO E IMPLEMENTAZIONE SPERIMENTALE SU PIATTAFORME TEXAS INSTRUMENTS C2000/MSP430. (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 10/5/5)
IIEFFICIENZA ENERGETICA, DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI DI CONVERSIONE FOTOVOLTAICA DELL'ENERGIA. MODELLI IN DC E IN AC DELLE PRINCIPALI TOPOLOGIE ED ARCHITETTURE PER IL CONTROLLO MPPT FOTOVOLTAICO. CONTROLLO MPPT PERTURBA E OSSERVA. METODI DI PROGETTO DEL CONTROLLORE MPPT A CICLO APERTO E A CICLO CHIUSO. ALGORITMI DI ANALISI E SIMULAZIONE DI CONTROLLORI MPPT PV E RELATIVA IMPLEMENTAZIONE IN MATLAB/SIMULINK/PSIM. IMPLEMENTAZIONE DIGITALE DEL CONTROLLORE MPPT DI UNA SORGENTE FOTOVOLTAICA AD ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA MEDIANTE DISPOSITIVI EMBEDDED. SCELTA DELLA FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO E DELL'AMPIEZZA DEL SEGNALE PERTURBANTE IN FUNZIONE DELLA FREQUENZA DI CLOCK DEL MICROCONTROLLORE, DEL NUMERO DI BIT DEI CONVERTITORI A/D E DELLE CARATTERISTICHE DELLA SORGENTE FOTOVOLTAICA DA CONTROLLARE. PROGETTO DEL CONTROLLORE DI UNA SORGENTE FOTOVOLTAICA E IMPLEMENTAZIONE SPERIMENTALE SU PIATTAFORME TEXAS INSTRUMENTS C2000/MSP430. (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 10/5/5)
III.EFFICIENZA ENERGETICA, DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI WIRELESS POWER TRANSFER (WPT). MODELLI IN DC E IN AC DELLE PRINCIPALI TOPOLOGIE ED ARCHITETTURE DI SISTEMI WPT PER APPLICAZIONI DI PICCOLA POTENZA RELATIVE A DISPOSITIVI PORTABLE/WEARABLE. MODELLI ED ALGORITMI NUMERICI PER L'ANALISI DELLA POTENZA E DELL'EFFICIENZA IN FUNZIONE DEI PARAMETRI FISICI E OPERATIVI DI UN SISTEMA WPT. CONTROLLO DIGITALE LINEARE E MPPT DI UN SISTEMA WPT. METODI DI PROGETTO DEL CONTROLLORE. ALGORITMI DI ANALISI E SIMULAZIONE E RELATIVA IMPLEMENTAZIONE IN MATLAB/SIMULINK/PSIM. IMPLEMENTAZIONE DIGITALE DEL CONTROLLORE DI SISTEMA WPT AD ELEVATE PRESTAZIONI ENERGETICHE MEDIANTE DISPOSITIVI EMBEDDED. PROGETTO DEL CONTROLLORE E IMPLEMENTAZIONE SPERIMENTALE SU PIATTAFORME HARDWARE TEXAS INSTRUMENTS. (ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO: 10/5/5)

TOTALE ORE 60:
30 ORE LEZIONE FRONTALE
15 ORE ESERCITAZIONE IN AULA
15 ORE ESPERIENZA DI LABORATORIO
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA ED ESERCITAZIONI PRATICHE IN LABORATORIO. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO DISCUSSI ESEMPI APPLICATIVI DELLE TECNOLOGIE, DEI SISTEMI, DEI METODI E DEGLI ALGORITMI OGGETTO DELLE LEZIONI TEORICHE E VENGONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI CASI DI STUDIO APPLICATIVI DA RISOLVERE. NEL CORSO DELLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO GLI STUDENTI SVILUPPANO CODICI DI CONTROLLO DI DISPOSITIVI HARDWARE E CODICI DI PROGETTAZIONE DI APPARATI E SISTEMI OGGETTO DEL CORSO DISCUTENDO IN FORMA COLLETTIVA I RISULTATI.
Verifica dell'apprendimento
LA PROVA DI ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI AL CORSO, LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI CONTROLLO DI SISTEMI AD ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA E BASSO CONSUMO, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE.
LA PROVA CONSISTE IN UNA PROVA PRATICA ED UN COLLOQUIO ORALE. LA PROVA PRATICA CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA DI CONTROLLO DIGITALE DI UN SISTEMA AD ELEVATA EFFICIENZA ENERGETICA O A BASSO CONSUMO, E NELLA REDAZIONE DI UN ELABORATO NEL QUALE LO STUDENTE RIPORTA L'INQUADRAMENTO E LA FORMALIZZAZIONE DEL PROBLEMA AFFRONTATO, I RISULTATI OTTENUTI MEDIANTE LA SOLUZIONE SVILUPPATA E LA LORO DISCUSSIONE CRITICA. FRA GLI ARGOMENTI OGGETTO DELLA PROVA POSSONO ESSERE INCLUSI METODI ED ALGORITMI DI CONTROLLO DI SISTEMI DI CONVERSIONE STATICA, FOTOVOLTAICI E WIRELESS POWER. LO SCOPO DELLA PROVA È VALUTARE LA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE, LA CAPACITÀ DI FORMALIZZARE IL PROBLEMA E LA SUA RISOLUZIONE, L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO. ALLA PROVA SCRITTA È ATTRIBUITA UNA VALUTAZIONE IN DIPENDENZA DELLA CORRETTEZZA DELL'IMPOSTAZIONE E DEI RISULTATI NELLA SEGUENTE SCALA: OTTIMO, BUONO, DISCRETO, SUFFICIENTE, INSUFFICIENTE. E' RICHIESTA UNA VALUTAZIONE ALMENO SUFFICIENTE PER L'ACCESSO ALLA PROVA ORALE, ALTRIMENTI LA PROVA D'ESAME DEVE ESSERE RIPETUTA. IL COLLOQUIO ORALE HA LO SCOPO DI VALUTARE LA CAPACITÀ DI ESPORRE E DISCUTERE I CONTENUTI DELL'ELABORATO E DI ARGOMENTARE LE SCELTE EFFETTUATE E VERTERÀ ANCHE SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO. LA VALUTAZIONE DEL COLLOQUIO TERRÀ CONTO DELLE CONOSCENZE DIMOSTRATE DALLO STUDENTE E DEL GRADO DEL LORO APPROFONDIMENTO, DELLA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE E DALLA QUALITÀ DELL’ELABORATO DISCUSSO.
NELLA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI, LA VALUTAZIONE DELLA PROVA SCRITTA E DELLA PROVA ORALE PESERANNO CIASCUNA PER IL 50%. LA LODE POTRÀ ESSERE ATTRIBUITA AGLI STUDENTI CHE DIMOSTRINO DI SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE CON NOTEVOLE AUTONOMIA E SENSO CRITICO.
Testi
- DISPENSE FORNITE DAL DOCENTE.
Altre Informazioni
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA. LA LINGUA DI INSEGNAMENTO È L’INGLESE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2016-09-30]