Conoscenza e comprensione.

Energia Elettrica
1) Conoscere la teoria circuitale delle macchine elettriche per giungere alla rappresentazione con un modello matematico sufficientemente accurato. Comprendere i fenomeni dinamici interni ed esterni da cui dipende il funzionamento delle macchine elettriche.
2) Conoscere i circuiti e le strutture dei convertitori elettronici di potenza, i suoi principali componenti (interruttori elettronici ed elementi passivi) e il loro funzionamento. Comprendere i modelli con cui vengono studiati e l'interazione dei convertitori con le apparecchiature a cui sono connessi.
3) Conoscere le leggi di controllo delle macchine elettriche, gli schemi fondamentali e quelli più recentemente introdotti degli azionamenti elettrici, le soluzioni maggiormente convenienti per il controllo di coppia e velocità. Comprendere i fenomeni che sottendono al comportamento delle macchine elettriche inserite negli schemi degli azionamenti elettrici a velocità variabile.
4) Conoscere le tecniche per la progettazione e la specificazione delle macchine elettriche e la tecnologia dei materiali utilizzati. Comprendere le ricadute delle scelte, tipologiche, strutturali e tecnologiche prese in sede di progettazione, sulle prestazioni finali.
5) Conoscere i componenti per la produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Comprendere le problematiche relative all'organizzazione per la gestione dell'energia elettrica.
6) Conoscere le tecniche per la modellizzazione dei singoli componenti dei sistemi elettrici per l'energia. Comprendere l'utilità, l'applicabilità e la convenienza dei modelli delle linee di trasmissione, dei generatori sincroni, ecc. applicati allo studio dei sistemi elettrici in regime stazionario e dinamico.
7) Conoscere le tecniche per la gestione dei sistemi elettrici e in particolare lo studio dei flussi di potenza. Comprendere le problematiche e le soluzioni del dispacciamento economico.
8) Conoscere gli aspetti fondamentali per le regolazioni di tensione e frequenza dei gruppi di generazione e dei relativi carichi. Comprendere l'impatto sulla gestione e funzionalità dell'intero sistema elettrico, in condizioni stazionarie e dinamiche, anche per lo studio della stabilità del sistema elettrico.
9) Conoscere i dispositivie e le tecniche di controllo per la produzione dell'energia da fonti rinnovabile, per la sua gestione ottima ed il suo accumulo.
10) Conoscere le metodologie per la progettazione di impianti elettrici e la progettazione di macchine elettriche.

La didattica viene svolta principalmente in aula sotto forma di lezioni frontali, attraverso l'ausilio di strumenti informatici. Questi consentono eventualmente la presentazione di applicazioni concrete di componenti, apparecchiature, sistemi, impianti oggetto della lezione. La verifica del grado di conoscenze acquisite dagli studenti è svolta per mezzo di esami orali e/o scritti.
Inoltre l'interazione docente-discente spesso sollecitata permette di verificare nel corso dello svolgimento delle lezioni lo sviluppo del processo di apprendimento.


Sistemi
1) Comprendere la generalità e interdisciplinarità dell'approccio sistemico.
2) Conoscere la teoria dei sistemi dinamici con particolare riguardo alla nozione di sistema, alle sue rappresentazioni matematiche e alle sue proprietà strutturali.
3) Conoscere le nozioni di stato, equilibrio, stabilità e retroazione e comprenderne l'importanza nell'analisi e nel governo di fenomeni in vari ambiti fra i quali elettrotecnica, informatica, elettronica, meccanica, chimica, biologia.
4) Conoscere metodologie e strumenti per l'analisi e la sintesi di sistemi di controllo.
5) Conoscere metodologie e strumenti per la modellizzazione di sistemi dinamici a partire da dati sperimentali.
6) Conoscere metodologie e strumenti per il progetto di sistemi di controllo in grado di adattarsi alle modifiche delle condizioni di lavoro e/o ambientali.
7) Conoscere la teoria del controllo ottimo e i principali strumenti e metodi per l'analisi e la sintesi di sistemi di controllo ottimo.
8) Conoscere la nozione di robustezza di un sistema di controllo e i principali strumenti per l'analisi di sistemi di controllo robusto.
9) Conoscere le basi del machine Learning e della robotica nei contesti più attuali di sviluppo dell'area Sistemi.
10) Conoscere la mathematical optimisation per la successiva acquisizione delle conoscenze specialistiche dell'area Sistemi.

La didattica comprende prevalentemente lezioni frontali svolte in aula. La valutazione della preparazione e delle conoscenze avviene tramite esame orale e/o scritto. Inoltre l'interazione docente-studente, costantemente sollecitata, permette di verificare lo sviluppo del processo di apprendimento durante il percorso formativo.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.

Energia Elettrica
1) Saper utilizzare i modelli matematici delle macchine elettriche nello studio del comportamento di apparecchiature in uso nei principali settori applicativi. Tali modelli risultano essenziali per giustificare fenomeni transitori non codificati e/o fenomeni complessi di difficile interpretazione con le tecniche tradizionali, grazie eventualmente all'uso di software di simulazione numerica.
2) Essere in grado di valutare le prestazioni di un convertitore elettronico di potenza. Essere inoltre capaci di individuare le applicazioni, soprattutto nei settori emergenti, in cui l'uso dei convertitori (raddrizzatori, convertitori cc/cc, inverter) possano dare un contributo al miglioramento delle prestazioni delle apparecchiature.
3) Saper esprimere una valutazione, in fase di analisi, di un qualsiasi azionamento elettrico attualmente in uso. Saper individuare soluzioni adeguate e/o innovative nelle applicazioni elettromeccaniche in cui si prevedano controlli di velocità e di coppia con specificati livelli di prestazione. Saper impostare la realizzazione sperimentale un algoritmo di controllo per un convertitore o un azionamento elettrico sia esso tradizionale o innovativo.
4) Saper valutare, tramite metodologie di calcolo tradizionale o innovativo, le prestazioni di una struttura megneto-elettrica con cui è costruita una macchina elettrica. Saper individuare eventuali modifiche o proporre soluzioni alternative, non standard, volte al miglioramento delle prestazioni. Saper scegliere i materiali più idonei, tra quelli che la tecnologia mette a disposizione. Saper prevedere sviluppi tecnologici dei materiali, per la costruzione delle macchine elettriche e di altri componenti elettrici.
5) Essere capaci di organizzare, valutare e gestire un sistema elettrico sia parzialmente che nel suo complesso per la generazione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica.
6) Al fine di estendere le considerazioni valide per il regime stazionario, essere in grado di applicare metodi basati su modelli generali al fine di sviluppare lo studio in regime transitorio per l'analisi completa delle prestazioni del sistema elettrico.
7) Saper giustificare fenomeni collegati con il flusso di energia ed il bilancio energetico nelle reti elettriche sia in regime stazionario che transitorio, sia nel normale funzionamento che in corrispondenza di eventi imprevisti/eccezionali. Nel qual caso, saper intervenire per superare le criticità con soluzioni tradizionali e/o innovative.
8) Saper proporre schemi e leggi, anche ricorrendo alle più moderne ed emergenti teorie e tecnologie, per il controllo di tensione al fine di rispettare i requisiti imposti da applicazioni sempre più sofisticate. Tali strategie vanno calate alle distribuzione classiche in corrente alternata, ma vanno anche estese alle distribuzioni più innovative basate sulla corrente continua.
9) Saper proporre schemi e leggi al fine di assicurare il controllo di frequenza nelle reti in corrente alternata, al fine di garantire i requisiti imposti dalle normative.
9) Essere in grado di utilizzare ed operare con componenti nuovi o emergenti e con soluzioni innovative in un'ottica di efficacia, efficienza ed economicità, facendo ricorso, quando possibile e/o conveniente, alle fonti di energia rinnovabile ed in generale a soluzioni sostenibili quindi rispettose dell'ambiente.

Lo sviluppo di queste capacità avviene attraverso lo studio individuale e le esercitazioni in aula e viene valutato per mezzo di esami scritti e orali.


Sistemi
1) Saper riconoscere le caratteristiche di sistema dinamico in fenomeni di ambiti vari quali elettrotecnica, informatica, elettronica, meccanica, chimica, biologia.
2) Essere in grado di formulare modelli matematici di sistemi dinamici, con particolare attenzione al compromesso fra dettaglio e trattabilità.
3) Essere in grado di analizzare sistemi dinamici per indagarne il comportamento, avvalendosi sia di strumenti analitici che numerici.
4) Essere in grado di progettare sistemi di controllo a retroazione dello stato o dell'uscita.
5) Essere in grado, sulla base della conoscenza del modello da identificare, di pianificare l'acquisizione di dati volta all'identificazione.
6) Saper scegliere la famiglia di modelli, e in sguito il modello che meglio descrive il comportamento osservato.
7) Essere in grado di progettare sistemi di controllo adattivo.
8) Essere in grado di progettare sistemi di controllo ottimo.
9) Essere in grado di applicare i principali paradigmi dell'analisi di robustezza a sistemi caratterizzati da incertezza di modello.
10) Essere in grado di applicare nozioni di robotica, AI e mathematical optimisation.

Lo sviluppo di queste capacità avviene attraverso lo studio individuale e le esercitazioni in aula e viene valutato per mezzo di esami scritti e orali.

Sbocchi occupazionali e professionali previsti per i laureati.

Ingegnere progettista
Uffici di progettazione di enti/aziende aventi attività più o meno diffuse nell'ambito dell'energia elettrica e dei sistemi: aziende di costruzione di apparecchiature elettriche e per l'automazione industriale (macchine, azionamenti, convertitori, componenti per l'impiantistica, sistemi di automazione, robotica, ecc.), enti per la produzione e/o distribuzione e/o gestione dell'energia elettrica, studi di progettazione ingegneristica. In prospettiva si prefigura un'attività a livello dirigenziale di coordinamento e direzione dell'intero settore di progettazione dell'azienda/ente, con la responsabilità della gestione dei finanziamenti. Accedere alla libera professione dopo aver superato il previsto esame di abilitazione.
La peculiare preparazione interdisciplinare consente di potersi occupare con completa competenza di sistemi di automazione realizzati con apparecchiature elettriche ovvero di sistemi elettrici controllati tramite algoritmi di regolazione-ottimizzazione-identificazione tipici della teoria dei sistemi.



Ingegnere per l’analisi, gestione e manutenzione di strutture e apparecchiature complesse
Aziende o enti pubblici o privati operanti nei settori industriale, commerciale, dei trasporti, dei servizi e delle infrastrutture civili. Accesso alla libera professione con mansioni di varia natura ad esempio di responsabile della sicurezza, di consulente, ecc. dopo aver superato il previsto esame di abilitazione.

Ingegnere addetto alla produzione
Aziende per la produzione industriale e manifatturiera in cui le linee di produzione abbiano un elevato contenuto tecnologico di ambito elettrico e dell'automazione.

Ingegnere per il controllo della qualità e le prove di collaudo
Aziende pubbliche o private di produzione, di assemblaggio per la costruzione di sistemi complessi o di consulenza nella gestione di processi produttivi.

Ingegnere per la ricerca scientifica e lo sviluppo tecnologico negli ambiti accademico o industriale
Università, centri di ricerca pubblici o privati, uffici di ricerca e sviluppo nelle aziende, aziende o enti di consulenza per l'innovazione tecnologica, consulente libero professionista.

Competenze associate alla funzione.

Ingegnere progettista
La progettazione di qualsiasi apparato è una tipica attività di sintesi in cui devono essere convogliate le conoscenze allo stato dell'arte su tutti gli argomenti caratterizzanti i settori elettrico e automatico/sistemistico. Per essere in grado di percorrere i passi tipici della progettazione (studio di fattibilità, ideazione logico-funzionale, dimensionamento, realizzazione del prototipo e verifica di funzionamento) di una vasta gamma di applicazioni è necessario impostare il CdS con l'obiettivo di giungere ad una preparazione logico-formale e metodologica adeguata su tutti i temi tipici dell'ingegneria elettrica e dei sistemi. In tal modo i laureati potranno proporre e studiare soluzioni innovative e grazie alle capacità di sintesi giungere alla predisposizione di progetti di sistemi anche complessi e non usuali.

Ingegnere per l’analisi, gestione e manutenzione di strutture e apparecchiature complesse
Conoscenze approfondite di tutte le tematiche fondamentali appartenenti ai settori scientifico-disciplinari di ambito elettrico e automatico con l'aggiunta di conoscenze di ambito gestionale (soprattutto dell'energia) e/o sulla sicurezza. Le competenze prevalenti devono dunque riguardare l'analisi, la modellistica, la gestione, la programmazione di sistemi per la produzione (che comprendono anche fonti rinnovabili e non inquinanti), la trasmissione, la distribuzione, il governo e l'utilizzazione dell'energia elettrica, la modellistica e l'automazione di sistemi anche complessi per applicazioni nei settori civile, industriale e dei servizi.

Ingegnere addetto alla produzione
Conoscenze degli aspetti applicativi fondamentali relativi ai settori di area elettrica (convertitori, macchine e azionamenti elettrici, sistemi e impianti elettrici, misure elettriche) e di area automatica (controlli automatici, modellistica, teoria dei sistemi). Conoscenze dei processi di produzione e della loro ottimizzazione nel rispetto delle normative vigenti comprese quelle relative all'ambiente.

Ingegnere per il controllo della qualità e le prove di collaudo
Conoscenze degli aspetti funzionali di apparecchiature e singoli componenti soprattutto di natura elettrica e con funzioni di automazione. In particolare dei sistemi, delle procedure e dell'automazione delle misure elettriche ma anche di altra natura. Conoscenze di processi statistici per le verifiche a campione e per l'interpretazione delle misure. Conoscenze sui principali sensori per il rilevamento delle grandezze, sui sistemi di acquisizione e sui principali protocolli di trasmissione dei dati provenienti dai trasduttori. Capacità di leggere, interpretare e applicare le normative vigenti. Capacità di analisi e scelta, in base a considerazioni di carattere economico e/o prestazionale non disgiunte da quelle ambientali, dei materiali, dei componenti e delle apparecchiature di natura elettrica e con funzioni di automazione ma anche appartenenti ad altri ambiti ingegneristici presenti sul mercato.

Ingegnere per la ricerca scientifica e lo sviluppo tecnologico negli ambiti accademico o industriale
Conoscenze per l'analisi, modellizzazione, caratterizzazione e simulazione di componenti e sistemi elettrici e dell'automatica anche integrati in sistemi complessi. Capacità di valutazione e di sintesi dei risultati ottenuti da indagini teoriche o da dati sperimentali principalmente per quanto attiene all'asse interdisciplinare elettrico-automatico ma anche relativamente ad altri ambiti disciplinari. Capacità di allestire laboratori e/o banchi prova per la sperimentazione degli algoritmi sviluppati e la validazione delle teorie proposte o per il test dei prototipi. Capacità di lavorare in gruppo o di svolgere il coordinamento di attività di ricerca e sviluppo industriale riguardanti applicazioni innovative relative al settore elettrico o dei sistemi. Capacità di trasferimento tecnologico dei risultati ottenuti dalla ricerca verso il mondo aziendale della produzione.

Funzione in contesto di lavoro.

Ingegnere progettista
Progettazione sia individuale che nell'ambito di un gruppo di lavoro di apparecchiature elettriche, di apparati per l'automazione, di sistemi, anche complessi ed innovativi, per la produzione, il trasporto e la distribuzione, la conversione, l'utilizzazione, la gestione ed il governo dell'energia elettrica. Realizzazione e verifica di prototipi sperimentali dei sistemi ideati e progettati. Oltre agli ambiti più tradizionali l'attività di progettazione si estende anche a quelli più innovativi relativi ad esempio all'energia rinnovabile (fotovoltaica, eolica, maree, ecc.) o sostenibile (energia da celle a combustibile).

Ingegnere per l’analisi, gestione e manutenzione di strutture e apparecchiature complesse
Attività di analisi, gestione e manutenzione di sistemi elettrici per la produzione, la trasmissione, la distribuzione l'utilizzazione e il governo dell'energia elettrica anche combinata con altre forme di energia; analisi e gestione di sistemi per l'automazione nei settori civile, industriale e dei servizi (trasporti). Pianificazione, programmazione, gestione e ottimizzazione di sistemi complessi, specialmente quelli connessi all'energia elettrica, anche in presenza di informazioni incomplete o incerte e di vincoli tecnici, economici, ambientali e di organizzazione del lavoro. Attività, con compiti di responsabilità, in sedi operative per la gestione di sistemi complessi, per esempio: centri per il controllo del sistema elettrico di trasmissione nazionale o internazionale, centri per il governo e l'automazione del sistema elettrico di una nave, ecc. Attività di assistenza tecnica nella fase post-vendita presso i clienti di aziende di produzione e installazione di sistemi o apparecchiature. Responsabilità della sicurezza ai fini della legislazione vigente, purché venga predisposta un'offerta formativa che comprenda degli insegnamenti che ne abilitino, anche formalmente, la funzione.
In prospettiva si configura la possibilità di raggiungere mansioni dirigenziali nella gestione di interi reparti di aziende industriali o di dipartimenti di enti pubblici/privati.


Ingegnere addetto alla produzione
Gestione, manutenzione, automazione e ottimizzazione delle linee di produzione di apparecchiature e dispositivi dell'industria elettrica, ma anche relativi ad altri settori industriali soprattutto quando i macchinari delle linee abbiano un consistente e avanzato contenuto di tecnologia elettrica e/o in cui l'automazione, la robotica e la sistemistica suggeriscano soluzioni che ne migliorino le prestazioni. Funzioni di verifica della produzione valutando la qualità del prodotto durante l'iter produttivo e dei prodotti ottenuti; funzioni di interfaccia tra la progettazione e le necessità operative della produzione con l'obiettivo di migliorare l'efficienza sia del prodotto che della produzione e di ottenere un beneficio economico. In prospettiva si configura la possibilità di accedere a funzioni dirigenziali in qualità di responsabile della produzione.

Ingegnere per il controllo della qualità e le prove di collaudo
Attività di verifica che materiali, componenti, manufatti in ingresso all'azienda siano conformi alle specifiche imposte ai fornitori e verifica che i prodotti in uscita abbiano le caratteristiche e prestazioni previste dalla progettazione. Definizione delle procedure di verifica e controllo, adeguamento di quelle esistenti ad eventuali nuove esigenze quali quelle di carattere ambientale o della sicurezza. Interazione di feedback con le attività di progettazione e con i processi di produzione per migliorare il prodotto finale. Attività di verifica di prototipi e di collaudo di prodotti finiti nella sala prove delle aziende che abbiano la necessità di documentare e/o certificare le prestazioni di singoli prodotti. Ideazione e realizzazione dei banchi prova e definizione delle procedure di verifica e collaudo. In prospettiva si configura la possibilità di assumere ruoli di responsabile di sala prove e/o del controllo qualità con inquadramento dirigenziale.

Ingegnere per la ricerca scientifica e lo sviluppo tecnologico negli ambiti accademico o industriale
Attività di ricerca scientifica di base o applicata svolta individualmente o all'interno di gruppi di ricerca nazionali e internazionali. Svolgimento di sperimentazioni, attività di analisi di componenti o sistemi e realizzazioni di prototipi con l'utilizzo di programmi di calcolo e strumentazione di laboratorio avanzati. Collaborazione nella diffusione nazionale e internazionale dei risultati della ricerca scientifica tramite partecipazioni a convegni, contributi nella preparazione delle pubblicazioni scientifiche o nella formulazione di brevetti. Le competenze acquisite consentono anche la prosecuzione della formazione frequentando corsi di dottorato di ricerca o master post-laurea.
Attività di ricerca e sviluppo in ambito industriale o dei servizi, studio per l'innovazione tecnologica volta al miglioramento dei prodotti o dei servizi esistenti, alla creazione di nuovi oppure al miglioramento dei processi di produzione. In prospettiva si configura la possibilità di accedere ai ruoli della ricerca pubblica o di accedere a funzioni dirigenziali di responsabile e coordinatore di centri di ricerca e sviluppo industriali.

Caratteristiche della prova finale.

La prova finale consiste nella discussione di una tesi di laurea magistrale, elaborata dallo studente in modo originale, sotto la guida di uno o più relatori. In ogni caso tra i relatori deve essere presente almeno un docente del corso di studio.
In particolare la tesi può consistere in:
- sviluppo di un progetto di massima di un sistema elettrico e/o di controllo/automazione;
- esecuzione di uno studio di carattere monografico progettuale nell'ambito elettrico e/o dell'automatica;
- studio di un argomento di ricerca teorica, sperimentale o applicata afferente i campi dell'ingegneria elettrica e/o dell'ingegneria dell'automazione.