Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления»




Скачать 148.19 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления»
Дата публикации01.04.2014
Размер148.19 Kb.
ТипРабочая программа
shkolnie.ru > Физика > Рабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ИЭТ)
____________________________________________________________________
_______________________________________


Направление подготовки: 140400 - Электроэнергетика и электротехника

Профиль(и) подготовки: все профили модуля «Электротехника»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Теория автоматического управления»

Цикл:

профессиональный




^ Часть цикла:

базовая




дисциплины по учебному плану:

базовая №7 цикл Б3б; модуль "Электротехника"




^ Часов (всего) по учебному плану:

216




Трудоемкость в зачетных единицах:

6

^ 5 семестр – 4;
6 семестр - 2


Лекции

18 +30 час

5, 6 семестры

Практические занятия

18 час

5 семестры

Лабораторные работы

15 час

6 семестры

Расчетные задания, рефераты

Не предусмотрены




^ Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

135 час




Экзамены




6 семестр

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрены






Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является

формирование у студентов прочной теоретической базы по современным методам исследования систем управления, которая позволит им успешно решать теоретические и практические задачи в их профессиональной деятельности, связанной с получением математического описания, моделированием, анализом, проектированием, испытаниями и эксплуатацией современных систем управления.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов::

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • использовать информационные технологии в данной предметной области (ПК-1);

  • выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

  • собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

  • осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления (ПК-9);

  • производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);

  • использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных технических объектов и систем (ПК-11);

  • выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);

    проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);

  • анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-28);

  • понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41).

Задачами дисциплины являются

        • познакомить обучающихся с типами систем автоматического управления (САУ);

        • познакомить обучающихся с электромеханическими системами автоматического управления, принципами их работы, элементами и узлами САУ;

        • научить обучающихся правильно классифицировать объекты и системы управления и описывать происходящие в них динамические процессы.

        • научить обучающихся самостоятельно анализировать структуру и математическое описание систем управления с целью определения областей их устойчивой и качественной работы.

        • научить обучающихся самостоятельно проводить синтез качественных систем, их испытания и эксплуатацию.

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3.б основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Электротехника" направления 140400 - Электроэнергетика и электротехника

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Высшая математика", "Теоретические основы электротехники", «Электрические машины» и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплины "Автоматизированный электропривод» и при выполнении магистерских работ.
^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Знать:

  • основы теории систем автоматического управления на уровне, позволяющем им получать математическое описание систем управления, строить теоретически и получать экспериментально их характеристики;

  • методы анализа и моделирования линейных и нелинейных технических объектов и систем (ПК-11);

  • существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41);

  • методы анализа устойчивости, качества систем.


Уметь:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления (ПК-9);

  • производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);

  • проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);

  • анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-28);

  • уметь использовать полученные знания при решении практических задач по расчету, анализу устойчивости, качества, проектированию систем управления.


Владеть:

  • навыками использовать информационные технологии в данной предметной области (ПК-1);

  • навыками сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации по тематике исследования, использования достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

  • навыками выполнения экспериментов на действующих объектах по заданным методикам и обработки результатов с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);

  • навыками раскрытия естественнонаучной сущности проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечения для их решения соответствующего физико-математического аппарата (ПК-2);

  • навыками решения задач по расчету и проектированию, анализу устойчивости и моделированию современных систем управления

методами анализа и моделирования линейных и нелинейных технических объектов и систем (ПК-11);

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы, 216 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Общие понятия управления.

20

5

2

2




16

Тест на знание терминологии

2

Математическое описание линейных систем управления

56

5

8

8




40

Тест: типовые динамические звенья, Построение логарифмических частотных характеристик по передаточным функциям

3

Устойчивость, качество и синтез линейных систем управления

52

5

8

8




36

Контрольная работа

4

Дискретные системы и их описание

23

6

10




5

8

Подготовка, выполнение и защиты лабораторных работ

6

Устойчивость, качество и синтез импульсных систем управления

16

6

8




4

4

Проверка домашних заданий

7

Нелинейные системы управления

14

6

6




4

4

Подготовка, выполнение и защиты лабораторных работ

10

Многомерные линейные системы управления

12

6

6




2

4

Контрольная работа




Зачет

8

5,6

0




--

4

Презентация и защита реферата




Экзамен (рекомендуется до 1 з.е.)

15

6

0




--

15

устный




Итого:

216




48

18

15

135




^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Общие понятия управления.

Основные понятия управления. Функциональная схема систем автоматического управления. Классификация систем управления. Принципы и законы автоматического управления. Примеры систем. Статические характеристики систем автоматического управления.

2. Математическое описание линейных систем управления.

Линеаризация. Примеры. Преобразование Лапласа, его свойства. Математическое описание объектов и систем: дифференциальными уравнениями, передаточными функциями, структурными схемами, частотными и временными характеристиками. Описание в пространстве состояний. Взаимосвязь описаний.

Раздел 3. Устойчивость, качество и синтез линейных систем управления.

Понятие устойчивости. Необходимое и достаточное условие устойчивости. Критерии устойчивости (Гурвица, Михайлова, Найквиста, логарифмический критерий устойчивости). Прямые и косвенные показатели качества. Точность систем, методы расчета ошибок. Корректирующие устройства, их характеристики. Методы синтеза по частотным характеристикам. Построение модальных регуляторов.

Раздел 4. Дискретные системы и их описание.

Типы квантования и модуляции сигналов. Примеры дискретных систем (релейные, цифровые и импульсные системы). Импульсные элементы и их представление. Дискретное преобразование Лапласа, его свойства. Математическое описание импульсных систем: разностными уравнениями, структурными схемами, дискретными передаточными функциями, частотными и временными характеристики импульсных систем. Описание дискретных систем в пространстве состояний. Взаимосвязь описаний.

Раздел 5. Устойчивость, качество и синтез импульсных систем управления

Необходимое и достаточное условие устойчивости импульсных систем. Критерии устойчивости импульсных систем Прямые и косвенные показатели качества. Точность систем, методы расчета ошибок. Корректирующие устройства, их характеристики. Методы синтеза по частотным характеристикам. Построение модальных регуляторов импульсных систем.

Раздел 6. Нелинейные системы управления

Исследование систем на фазовой плоскости (особенности динамики нелинейных систем, коррекция нелинейных систем). Методы гармонической линеаризации и гармонического баланса, анализ автоколебаний. Критерии устойчивости нелинейных систем.

Раздел 7. Многомерные линейные системы управления

Описание многомерных линейных динамических систем в пространстве состояний, моделирование и анализ систем. Синтез многомерных систем управления.

^ 4.2.2. Практические занятия

5 семестр

Статические характеристики систем автоматического управления.

Описание систем дифференциальными уравнениями, преобразование Лапласа и его свойства.

Типовые динамические звенья, их передаточные функции и частотные характеристики.

Построение частотных характеристик по передаточным функциям разомкнутых систем.

Соединения звеньев, построение структурных схем САУ и их преобразование.

Построение временных характеристик звеньев и систем автоматического управления.

Анализ устойчивости систем по критериям: Гурвица, Михайлова, Найквиста и логарифмическому критерию устойчивости.

Синтез систем с помощью корректирующих устройств. Последовательная, параллельная коррекция и коррекция в цепи обратной связи.
^ 4.3. Лабораторные работы

6 семестр

№ 1. Элементы систем автоматического регулирования.

№ 2. Исследование системы стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

№ 3. Частотные характеристики звеньев и систем.

№ 4. Исследование следящей системы. Коррекция систем.

№ 5. Исследование импульсных систем автоматического управления.

№ 6. Исследование нелинейных САУ методом фазовой плоскости, методом гармбаланса.
^ 4.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме и в форме с использованием презентаций

Практические и лабораторные занятия включают тренинги с помощью разработанных на кафедре программных комплексов по разделам: Типовые динамические звенья, Построение логарифмических частотных; компьютерное моделирование при выполнении лабораторных работ по разделам: Коррекция САУ, Импульсные и нелинейные системы автоматического управления; использование лабораторных стендов, сопряженных с компьютерами в микропроцессорной лаборатории систем управления.
^ Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, к тестам, контрольным работам, выполнение домашних заданий, , подготовку к зачету, экзамену.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются: тесты, домашние задания, контрольные работы, устный опрос, защиты лабораторных работ.

^ Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как 0,25(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты по результатам практических занятий) + 0,25оценка за защиты лабораторных работ + 0,5оценка на экзамене.)
В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Электронный конспект лекций по курсу "Теория автоматического управления " – М.: МЭИ, 2008.

  2. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.-288 с.

  3. Коломейцева М.Б., Беседин В.М., Ягодкина Т.В., Основы теории импульсных и цифровых систем: учебное пособие. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 120 с.

б) дополнительная литература:

  1. Ягодкина Т.В., Смагина И.А., Митрофанов В.Е., Анализ линейных непрерывных систем автоматического управления. Практические и расчетные задания: методическое пособие / М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 80 с.

  2. Ягодкина Т.В., Хризолитова С.А., Беседин В.М., Исследование САУ с использованием прикладного пакета Matlab, лабораторный практикум по курсу «основы автоматического управления». -М.: Изд-во МЭИ, 2006. – 76 с.

  3. С.А.Хризолитова, Т.В.Ягодкина, О.С.Колосов, О.А. Бондин.
    Учебно-лабораторный практикум по курсу «Основы теории управления». – М.:Изд-во МЭИ, 2006. – 76 с.

  4. Ягодкина Т.В., Хризолитова С.А., Бондин О.А., Применение Mathcad для решения задач теории автоматического управления: учебное пособие. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 52 с.

^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Программные комплексы: Mathcad, Matlab.

б) другие:

Программное обеспечение, разработанное на кафедре Управления и информатики для обеспечения курса «Теория автоматического управления», презентации, разработанные автором программы.
^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций; для выполнения лабораторных работ – Микропроцессорная лаборатория систем управления кафедры У и И, для тестирования и интерактивного компьютерного обучения – компьютерные классы.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и модулю «Электротехника».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Ягодкина Т.В.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИЭТ

К.т.н..доцент Грузков С.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Управления и информатики

д.т.н., профессор Беседин В.М.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconРабочая программа учебной дисциплины «Теория управления переходными режимами ээс»
Целью дисциплины является изучение управления переходными режимами электроэнергетической системы, технических способов и средств...
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
В основе формирования математической модели системы автоматического управления лежит математическое описание тех физических процессов,...
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
Рассмотрим нелинейную систему автоматического уравнения, динамика которой описывается уравнениями
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
Основы исследования систем автоматического управления методом гармонической линеаризации
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
Рассмотрим характеристическое уравнение гармонически линеаризованной системы управления
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconРабочая программа учебной дисциплины теория электросвязи для специальностей...
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
Обратимся к нелинейной системе с внешним воздействием, блок схема которой представлена на рисунке
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconЛекции по курсу «теория автоматического управления» теория нелинейных...
...
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconРабочая программа учебной дисциплины Теория оптимального управления...
Рабочая программа составлена на основании по специальности 06. 18. 00 «Математические методы в экономике»
Рабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления» iconРабочая программа учебной дисциплины послевузовского профессионального...
Цель учебной дисциплины: сформировать готовность к реализации процесса обучения физике в школе на базовом и профильном уровне, а...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница