Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari a capire e comprendere i fondamenti della classificazione ed analisi di segnali misurati.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe ed in laboratorio informatico, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione, nonché in ambiti multidisciplinari o non familiari.
La possibilità di realizzare in gruppo un lavoro d’anno interdisciplinare e facoltativo, consente allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica, in scala ridotta, le conoscenze acquisite teoricamente relative all’analisi di un caso reale ed alla presentazione dei risultati ottenuti.
Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica i processi e gli algoritmi di analisi dei dati al fine di poter individuare le soluzioni applicative più adatte
Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali, il confronto con il docente e l’eventuale progetto d’anno, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente al mondo della diagnostica. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente deve comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto per la risoluzione di problemi numerici ci si attende l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi impiantistici, diagrammi di flusso, fogli di calcolo numerici.
Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di diagnostica e monitoraggio attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.
Prerequisiti
Non esistono propedeuticità obbligatorie. Sono consigliati gli esami si Metrologia e dispositivi e Meccanica delle vibrazioni.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali di classificazione ed analisi dei segnali misurati. Si affronteranno l'analisi nel dominio del tempo e delle frequenze, l'analisi modale e i concetti base di diagnostica.
Programma esteso
Segnali nel dominio del tempo.
Classificazione dei segnali e loro caratteristiche: segnali logici e analogici, stazionari e non-stazionari, random e deterministici.
Analisi nel dominio del tempo: parametri statistici e correlazione.
Parametri statistici fondamentali per la descrizione dei segnali nel tempo.
Funzione di correlazione.
Tecniche avanzate di acquisizione dei segnali.
Richiamo e approfondimento di concetti affrontati nel corso di Misure Meccaniche e Termiche; strategie di acquisizione e tecniche evolute di campionamento.
L'Integrale di convoluzione e il Teorema della convoluzione.
Funzione delta di Dirac, risposta all'impulso; integrale di convoluzione, teorema della convoluzione, risposta in frequenza.
Analisi dei segnali nel domino delle frequenze.
Richiamo sugli algoritmi di Fourier, trasformata diretta e inversa; aliasing, risoluzione in frequenza, leakage e finestratura come applicazioni dell'integrale di convoluzione.
Caratterizzazione di un sistema nel dominio delle frequenze: spettri, autosprettri, cross-spettri, coerenza; stima della funzione di risposta in frequenza.
Trasformata di Hilbert, cepstrum, trasformate tempo-frequenza.
Bibliografia
- J. Bendat and A.G. Piersol: Engineering applications of correlation and spectral analysis, John Wiley and Sons
- J. Bendat and A.G. Piersol: Random Data, John Wiley and Sons
- G. D'Antona, Alessandro Ferrero Digital signal processing for Measurement systems, Springer
- A. Brandt, Noise and Vibration Analysis, signal analysis and experimental procedures, Wiley
Metodi didattici
Il corso ha un peso di 6 CFU, che corrispondono a 48 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni in laboratorio informatico. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi.
Durante le esercitazioni svolte in classe, durante le quali è possibile avvalersi di strumenti personali di calcolo quali elaboratori, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.
La possibilità di realizzare in gruppo (3 o 4 persone al massimo) un lavoro d’anno interdisciplinare e facoltativo, consente allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica, in scala ridotta, le conoscenze acquisite teoricamente relative all’analisi ed identificazione di sistemi reali.
Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate a inizio corso sulla piattaforma Elly.
Gli appunti, i lucidi, i fogli di calcolo, le tabelle e tutto il materiale condiviso è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente.
Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta basata su domande a risposte aperte e non della durata di circa 1 ora. La prova consiste normalmente di 5-7 quesiti che possono vertere su contenuti teorici, dimostrazioni, esercitazioni affrontati durante il corso; Il peso di ciascuna domanda viene valutato ad ogni prova scritta e se diverso da 1 comunicato agli studenti. La prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.
Gli studenti che svolgono il lavoro di gruppo facoltativo avranno un incremento sul voto da 0 a 3 punti
Altre informazioni
Dispense e link a siti di interesse verranno forniti durante il corso
