Seguendo i paradigmi dei sistemi ciberfisici (Cyber-Physical Systems - CPS), il gruppo di ricerca ACTEMA si occupa dello sviluppo di metodi e tecnologie per il controllo, il monitoraggio e la diagnostica di applicazioni innovative nel mondo della meccatronica e dell’automazione.
Partendo da una opportuna modellazione basata sulle leggi fisiche, le soluzioni controllo sviluppate ricadono principalmente nel dominio delle tecniche non-lineari, adattative, a modello interno, ibride e con vincoli sull’ingresso e sullo stato. A questo si affiancano tecniche di identificazione e machine learning, in particolare per applicazioni di monitoraggio e diagnostica in cui i sistemi non siano efficacemente modellabili con approcci standard.
Al fine di giungere ad una reale implementazione delle soluzioni proposte, il gruppo ACTEMA si occupa anche dello sviluppo di innovative infrastrutture software e hardware (segnale e potenza) con caratteristiche hard real-time e l’opportuna combinazione di piattaforme di calcolo di tipo edge e cloud.
Nel seguito si riportano i principali ambiti di attività:
- Controllo sensorless per azionamenti elettrici basati su motori sincroni e a induzione.
- Controllo di generatori elettrici ad induzione a doppia alimentazione (Doubly-Fed Induction Machines - DFIM) per turbine eoliche.
- Controllo di compensatori attivi (Active Power Filters - APF) per la riduzione dell’inquinamento armonico in rete, in particolare Shunt Active Filters - SAF.
- Studio di sistemi di propulsione elettrica per Unmanned Aerial Vehicles – UAV e altri veicoli.
- Sviluppo di piattaforme embedded hard real-time, basate su processori multicore eterogenei, orientate all’edge-computing ad elevate prestazioni per il controllo, il monitoraggio e la diagnostica.
- Studio e sviluppo di convertitori di potenza controllati per applicazioni e azionamenti innovativi.
- Studio, modellazione e controllo del moto di cinematismi non-lineari flessibili, realizzati in Additive Manufacturing (Smart Mechanical Structures).
- Studio, modellazione e controllo di attuatori basati su Shape Memory Alloys - SMA.
- Modellazione, controllo e diagnostica di impianti nell’industria di processo e manifatturiera, con soluzioni orientate all’implementazione su architetture di controllo industriale (PLC, Motion Controllers, Fieldbuses, sensori/attuatori distribuiti, Industrial Internet of Things - IIoT).
- Sviluppo di soluzioni di condition monitoring e predictive maintenance per macchine automatiche, con particolare attenzione ai temi di continuous learning e all’uso di piattaforme di elaborazione miste edge-cloud (in collaborazione con il Prof. Roberto Diversi e l’Ing. Matteo Barbieri).
- Modellazione e controllo termico ottimizzato per sistemi di supercalcolo (High Performance Computing -HPC) su diverse scale dimensionali e temporali: da processori manycores a supercomputing facilities (in collaborazione con il Prof. Luca Benini, l’Ing. Andrea Bartolini e il loro gruppo di ricerca).
Settori ERC
- PE7_1 - Control engineering
- PE7_3 - Simulation engineering and modelling
- PE7_4 - Systems engineering, sensorics, actorics, automation
- PE7_7 - Signal processing
Responsabile scientifico/coordinatore: Prof. Andrea Tilli