Домой

Рабочая программа по дисциплине " Основы теории управления " для специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»




Скачать 129.66 Kb.
НазваниеРабочая программа по дисциплине " Основы теории управления " для специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Дата27.12.2012
Размер129.66 Kb.
ТипРабочая программа
Содержание
Общепрофессиональная дисциплина
Подобные работы:

Федеральное агентство по образованию РФ

Амурский государственный университет

(ГОУВПО «АмГУ»)





УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УНР

___________ Е.С. Астапова

«___» _________ 2005 г.



РАБОЧАЯ ПРОГРАММА





по дисциплине " Основы теории управления "

для специальности 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»


курс 3 семестр 5


Лекции 54 Экзамен 5 семестр

Практические (семинарские) занятия __ (час.)




Лабораторные занятия 36 (час.) Зачет 5 семестр


Самостоятельная работа 30/20 (р.г.р.) (час.)


Всего часов 120/30 (р.г.р.) (час)


Составитель Чепак Л.В.


Факультет математики и информатики


Кафедра информационных и управляющих систем


2005



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




    1. Цель преподавания дисциплины.

Изучение современных методов анализа и синтеза систем автоматического управления динамическими объектами.


    1. Задачи изучения дисциплины.

По завершению курса "Основы теории управления", студент должен получить навыки в формулировке постановок и решения задач анализа и синтеза систем управления. Изучение данной дисциплины должно способствовать развитию инженерного подхода к выбору и применению математических методов исследования систем автоматического управления.


    1. Перечень разделов (тем) необходимых дисциплин.

      1. Математика: математический анализ; вычислительная математика; теория вероятностей, математическая статистика и случайные процессы; математическая логика и теория автоматов.

      2. Электротехника и электроника: машины постоянного тока; асинхронные машины; синхронные машины; основы электроники и электрические измерения; элементная база современных электронных устройств; импульсные и автогенераторные устройства; основы цифровой электроники; микропроцессорные средства; электрические измерения и приборы.

      3. Моделирование систем: основные понятия теории моделирования сложных систем; классификация видов моделирования; имитационные модели систем; математические схемы моделирования систем; формализация и алгоритмизация процессов функционирования систем; принципы построения моделирующих алгоритмов; инструментальные средства реализации моделей; языки и системы моделирования; анализ и интерпретация результатов моделирования систем на ЭВМ; моделирование при исследованиях и проектировании.




  1. Содержание дисциплины




    1. Федеральный компонент
^

Общепрофессиональная дисциплина


ГОС ВПО: 2200 ОПД – Ф.7.



    1. Лекционные занятия

      1. Управление и информатика; общие принципы системной организации (4 часа). Цель и задачи курса. Краткая история развития автоматического управления. Основным понятия и определения. Блок-схемы систем управления и регулирования. Этапы системной деятельности. Характеристика алгоритмов анализа и синтеза систем управления. Функциональные и обеспечивающие подсистемы систем управления.

      2. Математические модели объектов и систем управления; формы представления моделей (22 часа). Математическое моделирование процессов в автоматических системах. Обыкновенные обыкновенные дифференциальные уравнения. Способы линеаризации. Линейные дифференциальные уравнения. Передаточные функции. Переходная матрица. Импульсная переходная функция. Переходная характеристика. Частотная характеристика. Типовые динамические звенья. Звено второго порядка. Структурные преобразования. Область применимости. Передаточные функции систем. Количественные оценки процессов. Свойства объектов управления. Пространство состояний. Анализ процессов в системах низкого порядка. Частотный метод анализа.

      3. Устойчивость, управляемость и наблюдаемость; инвариантность и чувствительность систем управления; методы анализа и синтеза систем управления (14 часов). Понятия и определения. Условие устойчивости линейных систем. Критерий Раусса-Гурвица. Критерии Михайлова. Критерий Найквиста. Области и запасы устойчивости, метод Д- разбиения. Системы с запаздыванием. Условия управляемости и стабилизируемости. Условия наблюдаемости и обнаруживаемости. Метод корневых годограф. Модальный метод синтеза. Частотный метод синтеза. Синтез систем с запаздыванием. Динамические характеристики нелинейных систем. Устойчивость. Основные понятия и определения. Второй метод Ляпунова. Применение второго метода Ляпунова. Синтез систем на основе критериев абсолютной устойчивости и гиперустойчивости. Анализ переходных процессов. Метод фазовой плоскости. Метод малого параметра, метод разделения движений. Метод скользящих режимов.. Системы с большим коэффициентом усиления. Анализ влияния помех. Влияние малых инерционностей.

      4. Цифровые системы управления; использование микропроцессоров и микро-ЭВМ в системах управления; особенности математического описания цифровых систем управления, анализа и синтеза систем управления с ЭВМ в качестве управляющего устройства; программная реализация алгоритмов управления в цифровых системах (14 часов).
        Основные понятия. Динамические характеристики импульсных систем. Разностные уравнения. Дискретное преобразование Лапласа и Z-преобразование. Импульсные передаточные функции. Устойчивость импульсных систем. Расчет переходных процессов в импульсных системах. Синтез импульсных систем. Условия реализуемости, управляемости, стабилизируемости. Оценка состояний импульсных систем. Дискретное моделирование непрерывных систем на основе метода непрерывных моделей. Цифровое моделирование автоматических систем управления.




    1. Лабораторные работы




      1. Вводное занятие (2-х часовое). Знакомство с интерфейсом, структурой и назначением программного комплекса ОТУ.

      2. Лабораторная работа №1 (4-х часовая). Тема: исследование характеристик звеньев 1-го порядка.

      3. Лабораторная работа №2 (4-х часовая). Тема: исследование характеристик звеньев 2-го порядка и типовых соединений в линейных системах управления.

      4. Лабораторная работа №3 (4-х часовая). Тема: исследование частотных характеристик линейных систем управления.

      5. Лабораторная работа №4 (4-х часовая). Тема: исследование устойчивости систем управления с обратной связью.

      6. Аттестационное занятие (2-х часовое). Поверка знаний студентов.

      7. Лабораторная работа №5 (4-х часовая). Тема: исследование статических и скоростных ошибок замкнутых систем.

      8. Лабораторная работа №6 (4-х часовая). Тема: исследование типовых законов регулирования для систем с запаздыванием по управлению.

      9. Лабораторная работа №7 (4-х часовая). Тема: исследование влияния корректирующих звеньев на процессы управления в замкнутых системах.

      10. Лабораторная работа №8 (4-х часовая). Тема: исследование динамики нелинейных систем первого типа.



    1. Расчетно-графическая работа.




      1. Анализ импульсных систем управления.

      2. Задание:

Согласно структурной схеме1 импульсной САУ c периодом дискретизации T=0.1 [c] и экстраполятором нулевого порядка, изображенной на рис. 35, а также исходным данным и условиям, указанным в табл. 10, требуется: найти дискретные передаточные функции разомкнутой W(z) и замкнутой Ф(z) систем; построить частотные характеристики Re(W(e jT)) и Im(W(e jT)); определить устойчивость замкнутой САУ с помощью критерия Найквиста.


    1. Самостоятельная работа студентов




      1. Тема: Синтез грубых систем автоматического управления в пространстве состояний.

        1. Построение грубых систем управления при модульных ограничениях – 15 час.

        2. Построение грубых систем управления при квадратичных ограничениях – 15 час.

Рекомендуемая литература:

Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 3-х т. Т.2: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 736 с.


    1. Вопросы к экзамену

      1. Основные понятия ТАУ. Принципы управления в САУ. Примеры.

      2. Линеаризация САУ. Первая форма записи.

      3. Интегральные преобразования Лапласа. Вторая форма записи.

      4. Модели САУ в пространстве состояний.

      5. Частотная передаточная функция САУ и ее характеристики

      6. Типовые соединения и передаточные функции САУ.

      7. Структурные преобразования ЛСАУ.

      8. Классификация динамических звеньев САУ. Типовые временные характеристики.

      9. Инерционное звено 1-ого порядка.

      10. Инерционное звено 2-ого порядка.

      11. Идеальное интегрирующее звено.

      12. Реальное дифференцирующее звено.

      13. Звено с чистым запаздыванием.

      14. Устойчивость САУ. Необходимые и достаточные условия устойчивости.

      15. Граница устойчивости и ее типы.

      16. Критерий устойчивости Рауса-Гурвица.

      17. Критерий устойчивости Михайлова.

      18. Критерий устойчивости Найквиста

      19. Оценка установившейся точности в режимах стабилизации и слежения.

      20. Качество САУ. Прямые показатели качества. Оценка быстродействия и запаса устойчивости по ВД.

      21. Корневой и интегральные методы оценки качества САУ

      22. Частотный критерий оценки качества САУ.

      23. Типовые регуляторы и коррекция САУ.

      24. Математические модели ДСАУ

      25. Основные понятия и определения ДСАУ. Экстраполятор нулевого порядка.

      26. Анализ устойчивости и качества ДСАУ.

      27. Особенности НСАУ

      28. Метод фазовой плоскости.

      29. Критерий абсолютной устойчивости и его применение.

      30. Прямой метод Ляпунова и его применение.

      31. Критерий гиперустойчивости и его применение.




    1. Оценочные критерии

      1. Студент получает зачет по изучаемой дисциплине в случае, если он свободно владеет основными теоретическими понятиями и определениями, а также умеет правильно использовать рассмотренные практические методы.

      2. При оценке знаний на  экзамене учитывается: правильность и осознанность изложения содержания ответа на вопросы, полнота раскрытия понятий и закономерностей, точность употребления и трактовки общенаучных и специальных терминов; степень сформированности интеллектуальных и научных способностей экзаменуемого; самостоятельность ответа; речевая грамотность и логическая последовательность ответа. Критерии оценок:

отлично – полно раскрыто содержание вопросов в объеме программы и рекомендованной литературы; четко и правильно даны определения и раскрыто содержание концептуальных понятий, закономерностей, корректно использованы научные термины; для доказательства использованы различные теоретические знания, выводы из наблюдений и опытов; ответ самостоятельный, исчерпывающий, без наводящих дополнительных вопросов, с опорой на знания, приобретенные в процессе специализации по выбранному направлению информатики.

  • хорошо – раскрыто основное содержание вопросов; в основном правильно даны определения понятий и использованы научные термины; ответ самостоятельный; определения понятий неполные, допущены нарушения последовательности изложения, небольшие неточности при использовании научных терминов или в выводах и обобщениях, исправляемые по дополнительным вопросам экзаменаторов.

  • удовлетворительно – усвоено основное содержание учебного материала, но изложено фрагментарно, не всегда последовательно; определение понятий недостаточно четкое; не использованы в качестве доказательства выводы из наблюдений и опытов или допущены ошибки при их изложении; допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, определении понятий;

  • неудовлетворительно – ответ неправильный, не раскрыто основное содержание программного материала; не даны ответы на вспомогательные вопросы экзаменаторов; допущены грубые ошибки в определении понятий и использовании терминологии.




  1. Учебно-методические материалы по дисциплине




    1. Используемая и рекомендуемая литература


Основная:


      1. Методы классической и современной теории автоматического управления. Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления. / Под ред. д.т.н., профессора Н.Д. Егупова - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000. - Т.1. - 747с.

      2. Методы классической и современной теории автоматического управления. Синтез регуляторов и теории оптимизации систем автоматического управления. / Под ред. д.т.н., профессора Н.Д. Егупова - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000. - Т.2. - 735с.

      3. Методы классической и современной теории автоматического управления. Методы современной теории автоматического управления. / Под ред. д.т.н., профессора Н.Д. Егупова - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана , 2000. - Т.3. - 747с.

      4. Теория автоматического управления. - ч. 1, 2/Под ред. А. А. Воронова. -М.: Высшая школа, 1986.

      5. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Наука, 1975.

      6. Математические основы теории автоматического регулирования/Под ред. Б. К. Чемоданова. -М.: Машиностроение, 1971.


Дополнительная:


      1. Первозванский А. А. Курс теории автоматического управления. - М.: Наука, 1986.

      2. 8. Воронов А. А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. - М.: Высшая школа, 1979.

      3. Нетушил А. В. Теория автоматического управления. - М.: Высшая школа, 1976.

      4. Справочник по теории автоматического управления/Под ред. А. А. Красовского. - М.: Наука, 1987.

      5. Алексаков Г. Н., Гаврилин В. В., Федоров В. А. Персональный аналоговый компьютер. - М.: Энергоатомиздат, 1992.

      6. Острем К. Введение в стохастическую теорию управления. - М.: Мир, 1973.

      7. Красовский Н. Н. Управление динамической системой. - М.: Наука, 1985.

      8. Ройтенберг Я. Н. Автоматическое управление. - М.: Наука, 1978.


Учебно-методические пособия:


      1. Еремин Е.Л., Еремин И.Е., Ильина Л.В. Основы теории управления. Практикум на ПЭВМ. Благовещенск, Амурский гос. у-нт. 2002. 92 с.




  1. Учебно-методическая (технологическая) карта дисциплины1




Номер недели

Номер темы

Вопросы,

изучаемые на лекции

Занятия

Используемые наглядные

и методические пособия

Самостоятельная

работа студентов

Форма контроля

Практические

Лабораторные


Содержание

Часы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

1

2.2.1

-

2.3.1

3.1.1,

3.1.4,

3.1.5,

3.1.6

2.5

10

злр

2

2

2.2.2

2.3.2

злр

3

4

2.3.3

злр

5

6

2.3.4

злр

7

8

2.3.5

злр, сб

9

3

2.2.3

10

2.3.6

3.1.1,

3.1.2,

3.1.4,

3.1.5

2.4

20




11

2.3.7

злр


12

13

2.3.8

злр

14

4

2.2.4

15

2.3.9

злр

16

17

2.3.10

злр, зргр

18




1 Еремин Е.Л., Еремин И.Е., Ильина Л.В. Основы теории управления. Практикум на ПЭВМ. Благовещенск, Амурский гос. у-нт. 2002. 92 с.

1 Принятые сокращения:

защита отчета о выполнении лабораторной работы – злр;

собеседование по результатам самостоятельной работы студентов – сб;

защита расчетно-графической работы – зргр;



Скачать 129.66 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты