Area 12
Sistemi di controllo
La retroazione che mantiene un sistema sul valore desiderato
I sistemi di controllo misurano ciò che una macchina sta facendo, lo confrontano con ciò che dovrebbe fare e lo correggono, ancora e ancora. Questa retroazione mantiene una stanza alla temperatura giusta o un serbatoio al giusto livello d’acqua.
A chi è adatta
Chi ama i grafici e le regolazioni di precisione, e chiunque si sia chiesto come fa un termostato a tenere calda una stanza.
Che cosa imparerai
- Che cos’è la retroazione: misurare, confrontare, correggere
- Come sensori e controllori lavorano insieme
- Come un controllore PI o PID decide con quanta forza reagire
- Perché un sistema può superare il valore desiderato (sovraelongazione) od oscillare, e come renderlo stabile all’interno del modello didattico
Esempi di esperimenti
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Mantieni un serbatoio virtuale a un livello d’acqua prestabilito comandando una valvola.
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Regola un controllore e osserva se la temperatura supera il valore desiderato.
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Disattiva e riattiva la retroazione e confronta come si comporta il sistema.
Cose che puoi costruire
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Un termostato per una serra
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Un controllore del livello dell’acqua per un serbatoio
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Un motore che mantiene una velocità costante
Questi esempi mostrano il tipo di lavoro che si fa in quest’area. Le lezioni pubblicate potrebbero essere diverse.
Che cosa semplifica la simulazione
- I sistemi sono modelli didattici semplificati: mostrano l’idea del controllo, non il comportamento esatto di una macchina reale.
- I sensori reali danno letture disturbate e reagiscono lentamente, e le macchine reali hanno limiti che un modello può tralasciare.
Ogni simulazione semplifica la realtà. Capire in che modo lo fa è parte dello studio dell’ingegneria.
Collegamenti con le materie scolastiche
Matematica (grafici e tassi di variazione), fisica, informatica, tecnologia
Collegamenti con le altre aree
I sistemi di controllo si basano sull’automazione, sui sensori e sui circuiti elettrici, e mantengono stabili robot, impianti di riscaldamento e impianti idrici.
Buono a sapersi
Anche il tuo corpo usa la retroazione: quando hai troppo caldo sudi per rinfrescarti, e quando hai freddo tremi per scaldarti.