№ модуля № недели № темы


1.Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе

1.1..Цель преподавания дисциплины: теоретическая подготовка студентов специальности 220400 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» в области получения и обработки информации о состоянии объекта и внешних условиях его работы для определения воздействий на объект, обеспечивающих достижения целей управления, с использованием математических приложений пакета MatLab 5.x, 6.x., пакета VisSim, технологии VBA, пакета Electronics Workbench.

1.2 Задачи преподавания дисциплины: формирование необходимых знаний, умений и навыков в области основ теории управления

1. 3 . Перечень дисциплин, усвоение которых студентами, необходимо для изучения данной дисциплины: для успешного изучения курса необходимо владеть основами математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, методами объектно-ориентированного программирования, офисными технологиями.

2. Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.

Студент должен знать: основы математического анализа, теорию вероятностей и математической статистики, методы объектно-ориентированного программирования, офисные технологии.

Студент должен: уметь включать компьютер, применять теоретические знания.

3. Распределение трудоемкости (час.)дисциплины по темам и видам занятий.

№ модуля

№ недели

№ темы

Наименование темы

Часы

всего

лекции

л. з.

пр.з.

СРС

1

2

3

4

4

5

6

7

8


I

1, 2

1

Общие сведения о системах управления

14

4

4

0

6




3, 4

2

Математическое описание элементов и систем управления. Динамические звенья и их характеристики.

14

4

4

0

6

II

5, 6

3

Составление исходных уравнений замкнутых систем автоматического управления

14

4

4

0

6




7, 8, 9

4

Устойчивость систем управления. Оценка качества управления

20

6

6

0

8

III

10, 11

5

Точность и чувствительность систем управления. Улучшение качества процесса управления

14

4

4

0

6




12, 13

6

Случайные процессы в системах управления

14

4

4

0

6

IV

14, 15

7

Анализ систем в пространстве состояний

14

4

4

0

6




16, 17

8

Дискретные системы автоматического управления. Нелинейные системы автоматического управления

16

4

4

0

8







Итого

120

34

34

0

52

4. Содержание лекционного курса

№ темы

Всего часов

лекции

Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции

1

2

3


1

2

1

1. Общие сведения о системах управления

1.1. Основные понятия и определения

1.2. Принципы управления, принципы построения систем управления

1

2

2

1.Общие сведения о системах управления

1.3. Классификация систем управления

1.4. Структура и основные элементы системы автоматического управления

2

2

3

2. Математическое описание элементов и систем управления.

2.1. Общие понятия

2.2. Линеаризация дифференциальных уравнений

2.3. Формы записи линеаризованных уравнений

2

2

4

3. Динамические звенья и их характеристики

3.1. Характеристики линейных звеньев

3.2. Типовые динамические звенья и их характеристики

3.3. Структурные схемы. Способы соединения звеньев

3.4. Построение логарифмических частотных характеристик разомкнутой цепи звеньев

3

2

5

4. Составление исходных уравнений замкнутых систем автоматического управления

4.1. Дифференциальные уравнения и передаточные функции замкнутых систем автоматического управления

3

2

6

4. Составление исходных уравнений замкнутых систем автоматического управления

4.2. Многомерные системы управления

4

2

7

5. Устойчивость систем управления

5.1. Понятие устойчивости систем

5.2. Устойчивость линейных систем

5.3. Алгебраические критерии устойчивости

5.4. Частотные критерии устойчивости

5.5. Запасы устойчивости .

5.6. Оценка устойчивости по ЛЧХ

4

2

8

6. Оценка качества управления

6.1. Общие понятия

6.2. Оценка точности работы систем

6.3. Показатели качества переходного процесса

4

2

9

6. Оценка качества управления

6.4. Частотные оценки качества

6.5. Корневые оценки качества

6.6. Интегральные оценки качества

6.7. Моделирование систем управления

5

2

10

7. Точность и чувствительность систем управления

7.1. Общие методы повышения точности систем управления

7.2. Теория инвариантности и комбинированное управление

7.3. Неединичные обратные связи

7.4. Чувствительность систем автоматического управления

5

2

11

8. Улучшение качества процесса управления

8.1. Постановка задачи управления

8.2. Законы управления. Типовые регуляторы

8.3. Корректирующие устройства .

8.4. Синтез систем автоматического управления

6

2

12

9. Случайные процессы в системах управления .

9.1. Введение в статистическую динамику систем управления

9.2. Общие сведения о случайных процессах

6

2

13

9. Случайные процессы в системах управления .

9.3. Оценка работы линейных автоматических систем при случайных стационарных воздействиях

7

2

14

10. Анализ систем в пространстве состояний.

10.1. Описание систем в пространстве состояний.

10.2. Структура решения уравнений переменных состояния

10.3. Характеристики систем в пространстве состояний

7

2

15

10. Анализ систем в пространстве состояний.

10.4. Нормальная форма уравнений в пространстве состояний

10.5. Управление по состоянию. Системы управления состоянием

10.6. Оценивание координат состояния систем

10.7. Прямой корневой метод синтеза систем управления

8

2

16

11. Дискретные системы автоматического управления

11.1. Общие сведения

11.2. Структура и классификация импульсных систем

11.3. Математический аппарат исследования дискретных систем

11.4. Передаточные функции разомкнутых импульсных системы

11.5. Структурные схемы и передаточные функции замкнутых импульсных систем

11.7. Устойчивость импульсных систем .

11.8. Переходные процессы в импульсных системах

11.9. Точность и коррекция импульсных систем .

11.10.Описание дискретных систем в пространстве состояний

11.7. Устойчивость импульсных систем .

11.8. Переходные процессы в импульсных системах

11.9. Точность и коррекция импульсных систем .

11.10.Описание дискретных систем в пространстве состояний

8

2

17

12. Нелинейные системы автоматического управления

12.1. Общие понятия и особенности нелинейных систем

12.2. Прямой метод Ляпунова .

12.3. Частотный метод В.М. Попова

12.4. Метод гармонической линеаризации нелинейностей

12.5. Методы фазового пространства

12.6. Коррекция нелинейных систем

12.7. Скользящие режимы в релейных системах

12.8. Статистическая линеаризация нелинейных характеристик

5. Перечень тем практических занятий

отсутствуют

6. Перечень лабораторных работ

№ темы

Всего часов

№ работы

Наименование лабораторной работы

1

2

3

4


2

4

1

Базовый пример системного управления «Модели боевых действий» VBA – реализация

3

4

2

ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ VisSim

4

4

3

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ

5

6

4

ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ

6

4

5

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ

7

4

6

Переходные характеристики элементарных звеньев САУ. Модели элементарных звеньев в SIMULINK MatLAB

8

4

7

Частотные характеристики элементарных линейных звеньев. Передаточные функции элементарных линейных звеньев. Модифицирование сценариев Simulink MatLAB

7. Задания для самостоятельной работы студентов

№ темы

Всего часов

Вопросы для самостоятельного изучения

Литература

1

2

3

4


2

6

Общие сведения о системах управления

1,2,3

3

6

Математическое описание элементов и систем управления. Динамические звенья и их характеристики.

4,5,6

4

6

Составление исходных уравнений замкнутых систем автоматического управления

7,9,10

5

8

Устойчивость систем управления. Оценка качества управления

8,12,15

6

6

Точность и чувствительность систем управления. Улучшение качества процесса управления

13

7

6

Случайные процессы в системах управления

15, 17

8

6

Анализ систем в пространстве состояний

16


Примечание: Исследование группы моделей в пакете Electronics Workbench с целью изучения особенностей технических решений из схемотехники устройств на операционных усилителях (ОУ). Совокупность работ закрывает потребность в лабораторном практикуме по обыкновенным линейным системам автоматического регулирования и рассчитана на выполнение в течение одного семестра. (52 часа)

8. Курсовой проект


Не предусмотрен

9.Курсовая работа


На основе изученных сценариев формируется индивидуальное курсовое задание, модифицировано охватывающее содержание всех лабораторных работ.

10. Расчетно-графическая работа

Не предусмотрена

11. Контрольная работа

Не предусмотрена

12. Экзаменационные вопросы

  1. Общие сведения о системах управления

  2. Принципы управления, принципы построения систем управления

  3. Классификация систем управления

  4. Структура и основные элементы системы автоматического управления

  5. Линеаризация дифференциальных уравнений

  6. Формы записи линеаризованных уравнений

  7. Характеристики линейных звеньев

  8. Типовые динамические звенья и их характеристики

  9. Структурные схемы. Способы соединения звеньев

  10. Построение логарифмических частотных характеристик разомкнутой цепи звеньев

  11. Дифференциальные уравнения и передаточные функции замкнутых систем автоматического управления

  12. Составление исходных уравнений замкнутых систем автоматического управления

  13. Многомерные системы управления

  14. Понятие устойчивости систем

  15. Устойчивость линейных систем

  16. Алгебраические критерии устойчивости

  17. Частотные критерии устойчивости

  18. Запасы устойчивости .

  19. Оценка устойчивости по ЛЧХ

  20. Оценка точности работы систем

  21. Показатели качества переходного процесса

  22. Оценка качества управления

  23. Частотные оценки качества

  24. Корневые оценки качества

  25. Интегральные оценки качества

  26. Моделирование систем управления

  27. Общие методы повышения точности систем управления

  28. Теория инвариантности и комбинированное управление

  29. Неединичные обратные связи

  30. Чувствительность систем автоматического управления

  31. Постановка задачи управления

  32. Законы управления. Типовые регуляторы

  33. Корректирующие устройства .

  34. Синтез систем автоматического управления

  35. Случайные процессы в системах управления .

  36. Введение в статистическую динамику систем управления

  37. Общие сведения о случайных процессах

  38. Оценка работы линейных автоматических систем при случайных стационарных воздействиях

  39. Описание систем в пространстве состояний.

  40. Структура решения уравнений переменных состояния

  41. Характеристики систем в пространстве состояний

  42. Нормальная форма уравнений в пространстве состояний

  43. Управление по состоянию. Системы управления состоянием

  44. Оценивание координат состояния систем

  45. Прямой корневой метод синтеза систем управления

  46. Структура и классификация импульсных систем

  47. Математический аппарат исследования дискретных систем

  48. Передаточные функции разомкнутых импульсных системы

  49. Структурные схемы и передаточные функции замкнутых импульсных систем

  50. Устойчивость импульсных систем .

  51. Переходные процессы в импульсных системах

  52. Точность и коррекция импульсных систем .

  53. Описание дискретных систем в пространстве состояний

  54. Устойчивость импульсных систем .

  55. Переходные процессы в импульсных системах

  56. Точность и коррекция импульсных систем .

  57. Описание дискретных систем в пространстве состояний

  58. Общие понятия и особенности нелинейных систем

  59. Прямой метод Ляпунова .

  60. Частотный метод В.М. Попова

  61. Метод гармонической линеаризации нелинейностей

  62. Методы фазового пространства

  63. Коррекция нелинейных систем

  64. Скользящие режимы в релейных системах

  65. Статистическая линеаризация нелинейных характеристик

13. Основная и дополнительная литература.

Основная:

1.Теория автоматического управления: Учеб. Для вузов / Под ред. А. А. Воронова. – М.: Высш. Шк.,1986.

2.Б е л е ц к и й А. Ф. Основы теории линейных электрических цепей. – М.: Связь, 1967.

3.Щ е л о в а н о в Л. Н. Моделирование элементов телевизионных систем. – М.: Радио и связь, 1981.

4.Щ е л о в а н о в Л. Н., Р а с с к а з о в а Е. И. Моделирование систем передачи дискретных сообщений и документальной электросвязи (системы факсимильной связи) 2305, 2306. Учеб. Пособие/ЛЭИС.-Л.,1989.

5.Ц ы п к и н Я. З. Основы теории автоматических систем.-М.: Наука,1977.

6.Д е ч Г. Руководство к практическому применению Z-преобразования.-М.: Наука, 1971.

7.К а т к о в н и к Я.. К., П о л у э к т о в Р. А. Многомерные дискретные системы управления.-М.: Наука,1966.

Дополнительная:

8.К а л м а н Р. Е. Об общей теории систем управления // 1-й Международный конгресс ИФАК: Тр./ АН СССР.-М., 1961. - Т.2.

9.K a l m a n R. E. Mathematical Description of Linear Dynamical Systems // SIAM Journ. Contr.-1963.- Ser. A. c1.

10.K a l m a n R. E., H o Y. G., N a r e n d r a K. S. Contrallability of Linear Dynamical Systems // Contr. To Differential Equations.- 1962. -c1.

11.В о з н е с е н с к и й Л. Н. О регулировании машин с большим числом регулируемых параметров // Автоматика и телемеханика.-1938. - c4, 5.

12.Щ е л о в а н о в Л. Н. Принципы анализа и синтеза одномерных и многомерных систем автоматического управления / ВАС.- Л., 1976.

13. М о р о з о в с к и й В. Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. -М.: Энергия,1970.

14. Г и т и с Э. И. и др. Техническая кибернетика.-М.: Сов.радио,1968.

15. Щ е л о в а н о в Л. Н. Принципы автоматического управления / ВАС.- Л.,1976.

16. С а м о й л е н к о В. И., П у з ы р е в В. А., Г р у б и н И. В. Техническая кибернетика.-М: МАИ,1994.

17. Ц ы п к и н Я.. З. Теория линейных импульсных систем.- М.: Физматгиз,1963.

14. Перечень технических средств обучения

Лабораторные работы предусмотрены в дисплейном классе ауд. 334, 335.

1. При использовании электронных вариантов руководств по лабораторным работам — рекомендуется использовать программы: Internet Explorer, или Netscape Navigator, или Microsoft Word, или Acrobat Reader.

2. Для организации учебного процесса следует получить пакет VisSim 3.0 по «Бесплатной Академической Программе» — http://www.vissim.com/products/academic.html. См. также сайт «VisSim в России» — http://vissim.nm.ru/. Большинство работ можно выполнить, используя старую версию пакета — VisSim 1.2, в которой нет годографа Найквиста и оптимизации. Достоинство этого варианта в том, что руководство, модели и пакет умещаются на одной дискете и легко могут быть предоставлены студентам для самостоятельной работы дома. В первой работе имеется ссылка на демонстрационный файл csd_new.scm, который можно получить по адресу http://www.vissim.com/downloads/demos.html.

В форме нужно отметить пункт «Control system design demo». Отсутствие файла может быть компенсировано рассказом преподавателя о пакете.

3. Требуемая версия пакета Electronics Workbench не ниже 4.1. Адрес сайта изготовителя — http://www.electronicsworkbench.com/

4. Архив моделей (файл tau.zip) вместе с электронными версиями документа доступен в сети по адресам:

Сайт

Раздел

http://vissim.nm.ru/

Лабораторные по ТАУ

http://www.exponenta.ru/

Методические разработки

Рабочая программа составлена ассистент кафедры «ТФИ» магистр «Техники и Технологий»

________________________Терин Д.В.

Поделиться в соцсетях



Похожие:

№ модуля № недели № темы iconПрограмма профессионального модуля
Программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...

№ модуля № недели № темы iconТесты для провизоров-интернов по специальности «Управление и экономика фармации»
Указать продолжительность рабочей недели у заведующего аптекой, освобожденного от производственных обязанностей

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа профессионального модуля пм. 01 «Реализация лекарственных...
«Фармация» и примерной программы профессионального модуля пм. 01 «Реализация лекарственных средств и товаров аптечного ассортимента»,...

№ модуля № недели № темы iconТренажерный зал лимит тренировки 1 час 30 минут дни недели
Индивидуальные тренировки с тренером в тренажерном зале + 300 руб. К стоимости занятия

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа профессионального модуля пм. 01 «Реализация лекарственных...
Рабочая программа профессионального модуля пм. 01 «Реализация лекарственных средств и товаров аптечного ассортимента» разработана...

№ модуля № недели № темы iconТатьяна Лагутина Как улучшить память и развить внимание за 4 недели
...

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)

№ модуля № недели № темы iconРабочая программа дисциплины (модуля)


Инструкция




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
instryktsiya.ru
..На главную