Corso di laurea magistrale - Area di Ingegneria - Accesso libero con verifica di requisiti curriculari in ingresso - Classe LM-29 (D.M. 270/2004)
ingua: Inglese
Informazioni generali
o Classe di Laurea: LM-29 (D.M. 270/04)
o Tipologia di corso: Laurea magistrale
o Durata: 2 anni
o Tipo di accesso: Accesso libero con verifica dei requisiti curriculari in ingresso
o Macroarea di afferenza: Ingegneria
o Dipartimento: Ingegneria Elettronica
o Codice corso: T20
Descrizione e obiettivi formativi
Il corso integra ed estende al contempo le competenze meccaniche ed elettroniche richieste per il progetto, lo sviluppo e la produzione efficace di sistemi complessi.
Il progetto formativo si basa su tre discipline fondamentali: Elettronica, Meccanica e Automatica e le attività previste forniscono agli studenti gli strumenti necessari per lo sviluppo integrato di un sistema meccatronico, per il quale è necessario garantire un approccio progettuale di tipo integrato tra funzionalità meccaniche ed elettroniche, con caratteristiche di modularità e riconfigurabilità. Il laureato magistrale è caratterizzato da un lato da una estesa ed approfondita conoscenza delle discipline di base dell'elettronica e della meccanica moderna, e dall'altro da competenze che lo rendono in grado di apprezzare ed ulteriormente sviluppare i cambiamenti e le innovazioni di un settore in continua evoluzione: in particolare, le competenze dello studente vengono sviluppate nei settori della progettazione elettronica (digitale e analogica, anche RF), dell'elettronica di potenza (necessaria per l'attuazione), della sensoristica (per la misura e la trasduzione delle varie grandezze fisiche in gioco), della robotica (sia dal punto di vista meccanico che del controllo), dei motori a combustione, dell'automatica e del controllo. Oltre a queste aumentate competenze, che vanno ad ampliare o ad integrare la formazione pregressa, verrà fornito un ulteriore approfondimento, legato alle scelte dello studente, che ulteriormente accresca le capacità di analisi e comprensione tipiche dell'ingegnere meccatronico.
Il corso è organizzato in 3 distinti curriculum, che approfondiscono specifiche competenze professionali: Elettronica, Meccanica, Sistemi.
Sbocchi professionali
Il laureato è in grado di ricoprire ruoli tecnici, e ruoli di ricerca e sviluppo in quei contesti che richiedono la conoscenza degli aspetti metodologici ed operativi delle scienze di base e dell'Ingegneria. Il laureato potrà inoltre operare anche in un contesto progettuale e di ricerca avanzato, curando gli aspetti specifici degli ambiti dell'Elettronica, della Meccanica e dei Controlli, con particolare riferimento all'interazione fra tali discipline.
I principali sbocchi occupazionali previsti sono quelli dell'innovazione e dello sviluppo della produzione, della progettazione avanzata, della pianificazione e della programmazione, della gestione di sistemi complessi, sia nella libera professione sia nelle imprese manifatturiere o di servizi che nelle amministrazioni pubbliche. I laureati magistrali potranno trovare occupazione presso imprese di progettazione e produzione di componenti, apparati sia elettronici che meccanici, industrie manifatturiere, nel settore delle amministrazioni pubbliche e nelle imprese di servizi, che applicano tecnologie e infrastrutture meccatroniche per l'acquisizione e il trattamento dei segnali, il controllo e l'ottimizzazione di apparati e sistemi meccanici, in ambito civile e industriale.
La formazione mediante un percorso in lingua inglese, consente una più agevole proiezione del laureato in un mercato del lavoro direttamente estero ovvero l'inserimento in realtà produttive nazionali che abbiano una spiccata tendenza internazionale.
Riferimenti web e contatti
Sito Web: http://mechatronics.uniroma2.it/
Coordinatore: Prof. Gian Carlo Cardarilli
E-mail: G.Cardarilli@uniroma2.it
Segreteria didattica:
Sig.ra Simona Ranieri
da lunedi a giovedi 10:00 -13:00, 15:00 –16:30
Via Del Politecnico, 1,
Edificio Ingegneria dell’informazione, Stanza Bt-01
Tel: +39 06 7259 7574
E-mail: info@mechatronics.uniroma2.it
Tenendo conto che il corso è totalmente tenuto in lingua inglese con insegnamenti affini interdisciplinari che toccano il mondo dell'automatica, della meccanica, della robotica, dei nuovi materiali, al fine di conferire al corso carattere pluridisciplinare, sono previsti i seguenti obiettivi: - favorire l'ingresso nel nostro formativo di studenti formati in contesti culturali diversi, - promuovere una crescita culturale orientata all'ingegneria dei sistemi in grado di aumentare il valore sociale ed economico dei beni prodotti, - porre attenzione all'ingegneria attinente la progettazione e fabbricazione dei beni - rafforzare il ruolo trainante della meccanica-elettronica, - operare per generare opportunità di lavoro con il nuovo sapere, Il laureato in Mechatronics Engineering, per quanto attiene il percorso formativo, deve conoscere approfonditamente gli aspetti metodologico-operativi dell'applicazione delle discipline di base per risolvere i problemi complessi dell'ingegneria che attengono la meccanica, l'elettronica ed i sistemi elettromeccanici nel senso più generale del termine. La laurea magistrale in Mechatronics Engineering prevede diversi indirizzi, orientati sia al completamento della formazione di provenienza sia all'interesse specifico dello studente.
Possibili applicazioni di interesse vanno dai sistemi per l'energia a quelli per la salute e l'ambiente, dai sistemi meccatronici per l'industria a quelli per lo spazio e la sicurezza.
La capacità di comunicare efficacemente in modo scritto e orale, presupposto di ogni positiva interazione sociale, in questo caso in lingua inglese,viene acquisita nei corsi durante l'intero percorso formativo attraverso elaborati,verifiche in itinere, esami orali e la stesura delle tesi di laurea. Il percorso formativo prevede inoltre l'utilizzo, in numerosi corsi, di testi specialistici e pubblicazioni scientifiche in lingua inglese che potranno contribuire a migliorare la capacità comunicativa anche in contesti scientifici internazionali.
Laurea nelle classi L-8, L-9. Conoscenza della lingua inglese almeno di livello B2. Per la specifica dettagliata delle modalità di verifica dell'adeguatezza della personale preparazione iniziale degli studenti si rimanda al Regolamento Didattico del Corso di Studio.
Le attuali moderne esigenze produttive impongono un utilizzo integrato delle competenze meccaniche, elettroniche e dell'automatica. Ciò avviene sia per applicazioni normalmente considerate come meccaniche (ad esempio nel settore automobilistico) che per applicazioni tipicamente elettroniche (ad esempio lo sviluppo delle antenne in un sistema radar). Ai precedenti aspetti si unisce la moderna tendenza allo sviluppo di moduli meccatronici, ove sono integrate e difficilmente scorporabili le funzionalità meccaniche ed elettroniche, per i quali è necessario garantire un approccio progettuale di tipo integrale con caratteristiche di modularità e riconfigurabilità. Si evince pertanto l'utilità di creare un percorso formativo che integri ed estenda al contempo le competenze meccaniche ed elettroniche richieste per il progetto, lo sviluppo e la produzione efficace di sistemi complessi. Un percorso con tali caratteristiche è quello proposto nel CdS di Mechatronics Engineering, attivato presso l'Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”. Tale corso si baserà su tre discipline fondamentali: Elettronica, Meccanica ed Automatica.
I corsi forniranno agli studenti tutti quegli strumenti necessari per lo sviluppo integrato di un sistema meccatronico.
Il titolo di Laurea in Ingegneria Elettronica, Ingegneria Meccanica e Engineering Sciences, conseguiti presso l'Università degli Studi di Roma Tor Vergata consentono l'iscrizione diretta al corso di Laurea Magistrale. Un'apposita commissione verifica il possesso dei requisiti curriculari e/o delle conoscenze e delle competenze necessarie per richiedenti con curriculum di studi differenti. Se la verifica non è positiva, vengono indicate specifiche integrazioni curriculari da colmare. Al candidato è quindi richiesto di colmare le proprie lacune curriculari mediante la fruizione degli insegnamenti già presenti nell'offerta formativa nella Macroarea dell'Ingegneria e/o lo studio individuale degli stessi su materiale didattico consigliato.
L'acquisizione delle relative conoscenze deve poi risultare verificata dal superamento dell'esame finale dei suddetti insegnamenti. Il trasferimento da altri Corsi di Studio o da altri Atenei è consentito previa verifica delle conoscenze e competenze effettivamente possedute, ricorrendo eventualmente a colloqui, e comunque subordinato alla presentazione della domanda di trasferimento da parte del candidato.
Al candidato possono essere riconosciuti un certo numero di CFU relativamente agli esami già sostenuti.
Un'apposita commissione ha il compito di effettuare il riconoscimento.
La prova finale consiste nella presentazione e nella discussione di un lavoro effettuato dallo studente sotto la supervisione di un docente del corso di laurea o di altro corso di laurea previa autorizzazione del Consiglio. Il lavoro può consistere in un elaborato teorico su un argomento originale o nello sviluppo di un progetto, eventualmente nell'ambito di un accordo con Ditte esterne, e deve mettere in evidenza il contributo originale del candidato. Tale relazione conterrà le risultanze del lavoro svolto presso un laboratorio universitario, un ente di ricerca o un'azienda convenzionati.
In ogni caso al laureato verrà assegnato un tutor (relatore) afferente al Corso di Laurea ed eventualmente un tutor esterno, entrambi con la responsabilità di seguire ed indirizzare il lavoro assegnato al laureando.
Struttura e classificazione dei sistemi meccanici planari, modellizzazione cinematica, analisi della mobilità, approcci grafici di analisi cinematica, analisi cinematica con algoritmi computerizzati; modellistica dinamica e statica, approcci grafici di analisi dinamica, analisi dinamica con algoritmi computerizzati, valutazione delle prestazioni; elementi di trasmissioni meccaniche.
Dispositivi a semiconduttore a diodi e applicazioni circuitali: clipper, clamper, rilevatore di picco, ecc. Transistor bipolari a giunzione e di campo. Tecniche di polarizzazione dei transistor. Classificazione degli amplificatori, analisi e progettazione dei circuiti. Risposta in frequenza di amplificatori singoli e in cascata. Amplificatori differenziali e Cascode. Specchi di corrente. Amplificatori di feedback e problemi di stabilità. Amplificatori di potenza. Amplificatori operativi e relative applicazioni. Circuiti oscillatori e generatori di forme d'onda di tensione.
Tipologie di robot ed applicazioni industriali e di servizio; componenti, caratteristiche tecniche e valutazione; analisi e valutazione dei moveminti manipolativi; tipologie di manipolatori; notazione di Denavit-Hartenberg; fondamenti di cinematica diretta; pianificazione delle traiettorie; fondamenti di statica e dinamica: modellazione, azioni, condizioni di equilibrio, equazioni di moto; fondamenti della regolazione e controllo del moto; tipi e funzionalità di gripper; meccanica della presa: modellazione, azioni, condizioni di equilibrio; robot di servizio mobili: strutture e funzionamento; robot ad architettura parallela; robot di servizio per applicazioni medicali: strutture e funzionamento; prearazione di relazioni di analisi di performance di un robot.
SEMICONDUTTORI DI POTENZA Semiconduttori impiegati nei Convertitori statici (Diodi, BJT, MOSFET, IGBT, Tiristori, Componenti derivati dai Tiristori: GTO, GTC, IGCT, SiC, GaN). Caratteristiche statiche, Comportamento transitorio, Componenti particolari. Perdite in conduzione e in commutazione. Specifiche fornite dal Costruttore. Comportamento termico, Protezioni. Montaggi in serie ed in parallelo. Circuiti di pilotaggio. CONVERTITORI STATICI DI POTENZA Caratterizzazione dei Convertitori statici (Monodirezionali e Bidirezionali). Metodi di analisi dei Convertitori statici. Convertitori c.c.-c.c. (Chopper): Convertitori riduttori ed elevatori. Perdite dovute alle commutazioni. Riduzione delle perdite di commutazione. Modello average. Tecniche di modulazione. Controllo a catena aperta della tensione di uscita. Controllo in tensione e in corrente a catena chiusa. Convertitori bidirezionali a due quadranti ed a quattro quadranti. Struttura a ponte e a semiponte. Convertitori c.c.-c.a. (Inverter): Inverter realizzati con interruttori statici. Inverter a ponte e a semiponte. Inverter con uscita trifase. Riduzione del contenuto armonico della tensione di uscita. Variazione dell'ampiezza della tensione di uscita. Tecniche di modulazione. Convertitori c.a.-c.c.: Convertitori alimentati da rete monofase. Convertitori a semionda e ad onda intera con trasformatore a presa centrale. Convertitori a ponte totalmente controllato e semicontrollato. Convertitori alimentati da rete trifase. Convertitori bidirezionali. Effetti sulla rete di alimentazione. Fattore di potenza Generalizzato. Miglioramento del fattore di potenza. Convertitori connessi in serie. Convertitori c.a.-c.c. monofase e trifase a commutazione forzata connessi alla rete di alimentazione: topologie, controllo in tensione e in corrente. ELEMENTI DI AZIONAMENTI ELETTRICI Classificazione delle machine e degli azionamenti elettrici. Motori in corrente continua. Azionamenti in corrente continua. Controllo in coppia e in velocità. Progetto di azionamenti di posizione e di velocità. Trasduttori di posizione e velocità angolare. Resolver elettromagnetico. Encoder assoluto e incrementale. Esercitazioni sulla simulazione dei convertitori elettronici con l’ausilio di Matlab-Simulink/Simpowersystem.
Materiali porosi: schiume metalliche. Porosità aperta e chiusa (micro e macro). Classificazione in base alla dimensione e alla forma dei pori. Proprietà (suono, energia e assorbimento vibrazioni, comportamento a crash) e metodi di produzione. Applicazioni funzionali e strutturali: costruzioni leggere, automotive. Strutture metalliche a sandwich.
Introduzione Richiami di fondamenti di elettronica digitale Strutture di dati per sistemi digitali La architettura Von Neumann La Architettura del microprocessore Little Computer 3 Programmazione in Linguaggio Macchina di LC3 La programmazione in linguaggio Assembler di LC3 I/O nel microprocessore LC3 Traps e subroutines microprocessore LC3 Fondamenti di programmazione in Linguaggio C Fondamenti di strumentazione per il design ed il debug di sistemi a microprocessore.
1. Introduzione alle Nanotecnologie: Approcci Top Down and Bottom Up 2. Deposizioni Fisiche: Evaporazione Termica e Sputtering (Prinicipi di funzionamento ed Applicazioni) 3. Deposizioni Chimiche: Chemical Vapour Deposition ed Atomic Layer Deposition (Prinicipi di funzionamento ed Applicazioni) 4. Solution Processing: Spin Coating, Spray coating, Screen Printing (Prinicipi di funzionamento ed Applicazioni) 5. Fabbricazione di celle solari tramite Solution Processing (Fondamenti e fasi di realizzazione) 6. Caso di studio: Celle solari a Perovskite (Principi di funzionamento, Tecniche di deposizione e applicazioni) 7. Scalatura del processo di fabbricazioni in celle solari a perovskite (Fondamenti, limiti e possibili applicazioni) 8. Test accelerati di stabilità per celle solari 9. Esperienza in laboratorio (Processi realizzativi e tecniche di deposizione per celle solari a perovskite) 10. Esperienza in laboratorio (Caratterizzazioni ottiche ed elettriche per celle solari) (ENGLISH) 1. Introduction on Nanotechnology: Top Down and Bottom Up approaches 2. Physical Deposition: Thermal Evaporation and Sputtering (Working Principle and applications) 3. Chemical Deposition: Chemical Vapour Deposition and Atomic Layer Deposition (Working Principle and applications) 4. Solution Processing: Spin Coating, Spray coating, Screen Printing, (Working Principle and applications) 5. Solar cell fabrication based on Solution Processing (Fundamentals and Manufactuiring Flow) 6. Case of Study: Perovskite solar Cells (Working Principle, Deposition Techniques and applications) 7. Up-Scaling Process of perovskite solar cells (Fundamentals and possible applications) 8. Accelerated Stability Tests for solar cells 9. Lab Experience (Manufacturing Flow of Perovskite Solar Cell) 10. Lab Experience (Optical and Electrical Characterization of the Solar Cell)
Concetti base della metrologia: risoluzione, accuratezza, precisione e ripetibilità e loro impatto su un sistema di misura basato su immagini. Introduzione al Processamento di Immagini, Applicazioni e problematiche. Metodi di rappresentazione di Immagini, modellizzazione di un'immagine a scala di grigi. Risoluzione in ampiezza e in spazio. Contrasto. Istogramma di un'immagine. Campionamento su una griglia (Sampling). Risoluzione di un'immagine. Problemi di saturazione e campionamento. Trasformata di Fourier nel processamento di immagini Schema di processamento digitale di un'immagine. Utilizzo di Matlab per l'image processing. Richiami di processi Aleatori. Ergodicità. Stazionarietà. Omoscedasticità ed eteroscedasticità. Rumore nelle immagini. Modellizzazione del rumore dipendente dal segnale. Algoritmi di stima della varianza del rumore. Correlazione statistica. Operatori puntuali nell'image processing. Istogramma. Aumento del contrasto nelle immagini. Operatori spaziali nel processamento di immagini. Filtri lineari e non lineari. Il filtro mediano per il rumore impulsivo. Filtri inversi e pseudo inversi. Il filtro di Wiener. Deconvoluzione. Algoritmi di deblurring. Edge detection. Applicazione di filtri gradiente, laplaciano e unsharp masking. I filtri di Gabor. Segmentazione: pixel based, edge based, region based, model based (Trasformata di Hough), segmentazione semantica. Operatori morfologici. Estrazione dei contorni. Operazione di Closing e Opening, elementi strutturali. Applicazione di classificatori al riconoscimento di oggetti e pattern nelle immagini. Tutti gli algoritmi vengono simulati in Matlab ed applicati ad immagini digitalizzate nel contesto della diagnostica per immagini, della caratterizzazione dei materiali, del cell tracking e analysis, dell’analisi dell’espressione facciale per applicazioni di human computer interface. -------------------------ENGLISH----------------------------------------------- Fundamentals of metrology. Basic definitions: resolution, accuracy, precision, reproducibility and their impact over an image based measurement system . Image processing introduction. Image representation. Spatial and pixel resolution. Image restoration. Deconvolution. Deblurring. Image quality assessment. Image enhancement. Image filtering for smoothing and sharpening. Image segmentation: pixel based (otsu method), edge based, region based (region growing), model based (active contour, Hough transform), semantic segmentation. Morphological operators. Object recognition and image classification. Case study: defects detection, object tracking in biology, computer assisted diagnosis, facial expression in human computer interface. Matlab exercises.