Open day, "La matematica in ambito meccatronico"

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Bari | 04.04.2014 La Matematica in ambito Meccatronico Rosa Maria Mininni

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In occasione della call per le nuove adesioni all'associazione, Alumni Mathematica ha organizzato l'Open Day "Come la mathematica migliora il mondo". L'evento si è svolto il 4 Aprile 2014, nell'Aula X del Dipartimento di Matematica di Bari. In questo talk Prof.ssa Rosa Maria Mininni, Testimonial Alumni Mathematica, si fara' un breve cenno al ruolo della matematica in attivita' di Ricerca e Sviluppo in Meccatronica.

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Bari | 04.04.2014

La Matematica in ambito Meccatronico

Rosa Maria Mininni

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La Matematica in ambito Meccatronico

Distretto Meccatronico Regionale della Puglia - MEDIS

Tecnologie Abilitanti Ambiti Applicativi

AttuatoriCompatibilità elettromagneticaControllisticaDiagnostica intelligenteElaborazione dei segnaliMateriali e strutture innovativi MicrolavorazioniNanotecnologie per la meccatronicaRoboticaSensoristica

PrioritariSistemi di produzioneSistemi medicaliDiagnostica di sistemi complessiSistemi di alimentazione alternativi Trazione ibrida/elettrica

SecondariAerospazialeBioindustriaCostruzioni EnergeticaInformaticaLegno-arredoLogistica

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La Matematica in ambito Meccatronico

Elaborazione di segnali: acquisizione, misura, interpretazione ed elaborazione numeriche di grandezze fisiche rilevanti nel comportamento di sistemi lineari e non

Approssimazione 3D di dati sparsi per ricostruzione di immagini

Identificazione di un modello matematico del sistema dinamico per: - Previsione: stimare in tempo reale lo stato del sistema - Controllo e filtraggio: modificare in tempo reale il comportamento del sistema eliminando eventuali disturbi o guasti e ottimizzandone le prestazioni

Diagnostica predittiva e adattiva: studio, sviluppo e analisi di algoritmi adattivi di controllo e di stima in tempo reale basati su modelli lineari e non

Integrazione con il sistema hw-sw implementato per lo sviluppo tecnologico dei dispositivi meccatronici: verifica della robustezza ed efficienza in tempo reale del sistema produttivo sulla base di dati sperimentali.

Attività di Ricerca e Sviluppo in Meccatronica:

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La Matematica in ambito Meccatronico

Problemi di Previsione, Controllo e Filtraggio

Un sistema dinamico viene descritto da un modello stocastico a tempo discreto costituito da:

X(t+1) = f(X(t), u(t), w(t)) equazione di stato

Z(t) = h(X(t), v(t)) equazione di uscita

dove

X(t) - vettore di stato del sistema al tempo t,

u(t) - vettore di ingresso (controllo) del processo,

w(t) - rumore di processo,

y(t) - vettore delle misure al tempo t,

v(t) - rumore di misura,

f definisce l'evoluzione temporale dello stato influenzato da variabili esterne

h definisce la relazione fra lo stato e le osservazioni

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La Matematica in ambito Meccatronico

Nell'ambito dell'inferenza bayesiana il filtro di Kalman è un algoritmo che elabora dati in ingresso corrotti da rumore, restituendo in uscita una stima ottimale dello stato del sistema in esame.

Il filtro di Kalman ha numerose applicazioni, dalla finanza all'elaborazione dei segnali, dalla computer vision alla navigazione e al controllo di veicoli, in particolare aerospaziali.