Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления»




Скачать 156.36 Kb.
НазваниеПрограмма учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления»
Дата19.12.2012
Размер156.36 Kb.
ТипПрограмма


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано

Утверждаю


___________________

Руководитель ООП

по направлению 140400

проф. А.Е. Козярук


_______________________

Зав. кафедрой ЭЭЭ

проф. А.Е. Козярук



ПРОГРАММА учебной дисциплинЫ


«ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»


Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника


Квалификация (степень) выпускника: бакалавр


Форма обучения: очная


Составитель: доцент каф. ЭЭЭ С.В. Стороженко


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012


1. Цели и задачи дисциплины «Теория автоматического управления» (ТАУ) – изучение общих принципов построения и функционирования автоматических систем управления (САУ), а также усвоение основных методов анализа и синтеза САУ.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Теория автоматического управления относится к базовым дисциплинам профессионального цикла Б3 основной образовательной программы, является теоретическим фундаментом подготовки бакалавров по профилю "Электропривод и автоматика" направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

ТАУ базируется на таких дисциплинах, как: «Высшая математика», «Физика», «Теория вероятностей», «Теоретические основы электротехники», «Теоретическая механика».

Знания, полученные при освоении ТАУ, необходимы для изучения дисциплин: «Системы управления электроприводом», «Управление техническими системами», «Математические модели и расчет систем управления», « Проектирование систем автоматики», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы .

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

  • основные принципы и законы функционирования автоматических систем управления (ПК-39);

  • способы математического описания САУ (ПК-28);

  • основные методы анализа и синтеза непрерывных и дискретных систем управления при детерминированных и случайных воздействиях (ПК-41 , ПК-6),

Уметь:

  • применять методы анализа и синтеза для расчета автоматических систем управления при решении производственных и исследовательских задач в рамках своей будущей специальности (ПК-41);

  • проводить экспериментальные исследования, наладку и моделирование автоматических систем управления (ПК-44);

  • использовать современные средства вычислительной техники для решения задач автоматического управления (ОК-11).

Владеть:

  • навыками анализа своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);

  • навыками применения методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

  • навыками обработки результатов экспериментов (ПК-44).


Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет __ __6_______ зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

6

7







Аудиторные занятия (всего)

107

90

17







В том числе:

-

-

-

-

-

Лекции

71

54

17







Практические занятия (ПЗ)

-

-

-







Семинары (С)

-

-

-







Лабораторные работы (ЛР)

36

36

-







Самостоятельная работа (всего)

109

36

73







В том числе:

-

-

-

-

-

Курсовая работа

73




73







Расчетно-графические работы

-

-

-







Реферат

-

-

-







Подготовка к лабораторным работам

36

36

-

























Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

Экзамен,

зачет

экзамен

За

чет







Общая трудоемкость час

зач. ед.

216

126

90







6

3,5

2,5









5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

Задачи и содержание дисциплины. Основные определения и понятия ТАУ. Статика автоматической системы регулирования (АСР).

Цели и задачи дисциплины. Краткая история и перспективы развития ТАУ. Основные определения. Классификация автоматических систем управления. Автоматические системы регулирования (АСР). Основные режимы работы АСР. Установившаяся ошибка.



2.

Динамика непрерывных линейных автоматических систем регулирования (АСР)

Методы описания динамики линейных АСР. Задачи и методы исследования динамики автоматических систем регулирования. Дифференциальные уравнения АСР, их линеаризация. Передаточные функции. Временные функции. Частотные характеристики. Типовые звенья АСР, их характеристики. Типовые регуляторы. Передаточные функции и дифференциальные уравнения системы. Использование структурных схем и сигнальных графов. Многомерные линейные системы. Математические модели объектов и систем в пространстве состояний.

Устойчивость и качество процесса регулирования. Понятие об устойчивости. Алгебраические и частотные критерии устойчивости. Показатели качества. Точность АСР. Коэффициент ошибок. Методы получения переходного процесса. Чувствительность системы.

Повышение качества АСР. Синтез АСР. Корректирующие устройства и их влияние на качество АСР. Методы повышения точности. Условия инвариантности. Комбинированное управление. Синтез АСР (частотный метод). Понятие об оптимальном синтезе. Аналитическое конструирование регуляторов.


3.

Идентификация объектов управления (ОУ); системы автоматического управления с типовыми алгоритмами

Идентификация ОУ. Методы получения статических и динамических характеристик объектов управления. Линейные динамические модели объектов управления.

Автоматические системы с типовыми алгоритмами управления. Характеристики основных алгоритмов управления, реализуемых с помощью типовых регуляторов. Расчет оптимальных параметров регуляторов. Расчет параметров регуляторов в системах с дополнительным информационным каналом.


4

Дискретные системы и цифровые регуляторы

Математическое описание дискретных систем. Понятие об АСР c цифровым регулятором. Разностные уравнения. Основы Z – преобразования. Анализ АСР с цифровым регулятором. Типовые алгоритмы функционирования цифровых регуляторов.


5.

Автоматические системы регулирования при случайных воздействиях

АСР при случайных воздействиях. Случайные сигналы, их характеристики. Прохождение случайного сигнала через линейную систему. Минимизация среднеквадратичной ошибки. Параметрическая оптимизация. Оптимальные фильтры.

6.

Методы анализа нелинейных САУ

Специфические особенности нелинейных систем. Метод фазовых траекторий. Метод гармонической линеаризации.

7.

Основы FUZZY-управления

Общие сведения о fazzy-управлении. Математические основы построения нечетких систем. Понятие о системах fazzy -управления . Элементы теории множеств. Понятие о нечетких множествах.

Описание технологического процесса как объекта системы fazzy-управлении Функции принадлежности, степень принадлежности, линеаризация функций принадлежности.

Синтез систем fazzy-управлении. Примеры применения нечетких систем.

8

Оптимальные и адаптивные системы управления

Понятие об оптимальных системах. Постановка задачи оптимизации. Критерии оптимальности и ограничения. Разновидности задач оптимизации. Методы оптимизации. Основные понятия.

Адаптивные системы управления. Понятие об адаптивных системах управления и методах их реализации.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8



1.

Системы управления электроприводом

+

+




+







+

+




2.

Управление техническими системами




+

+

+




+




+




3.

Математические модели и расчет систем управления




+

+




+













4.

Проектирование систем автоматики




+




+
















5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.

Задачи и содержание дисциплины. Основные определения и понятия ТАУ. Статика автоматической системы регулирования (АСР).

4

-

2

-

1

7

2.

Динамика непрерывных линейных автоматических систем регулирования (АСР)

24

-

18

-

32

74

3.

Идентификация объектов управления, системы автоматического управления с типовыми алгоритмами

12

-

10

-

55

77

4.

Дискретные системы и цифровые регуляторы

8

-

4

-

6

18

5.

АСР при случайных воздействиях

7

-

-

-

4

11

6.

Методы анализа нелинейных САУ

6

-

2

-

3

11

7.

Основы FUZZY-управления

6

-

-

-

6

12

8.

Оптимальные и адаптивные системы управления

4

-

-

-

2

6

6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1.

1

Исследование установившихся режимов работы линейных АСР. Статическое и астатическое регулирование.

2

2.

2

Исследование временных и частотных характеристик типовых звеньев АСР (6 час); исследование устойчивости линейной АСР (4 час); исследование качества процесса регулирования линейной АСР (4 час); стабилизация линейной АСР путем введения последовательной коррекции (4час.).

18

3.

3

Исследование качества процесса регулирования систем с типовыми алгоритмами управления; повышение точности и улучшение устойчивости линейной АСР; синтез оптимальных параметров АСР с типовым алгоритмом управления; исследование комбинированной САУ; синтез параметров ПИ – регулятора частотным методом на ЭВМ.


10

4

4

Исследование АСР с цифровым регулятором; синтез параметров регулятора, исследование влияния интервала дискретности на устойчивость и качество АСР с цифровым регулятором.

4

5

6

Исследование нелинейной АСР методом фазовой плоскости

2



7. Практические занятия (семинары)

Не предусмотрены

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Синтез многоконтурных

линейных АСР, использующих типовые алгоритмы управления (по вариантам).

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Лукас В.А Теория управления техническими системами, Екатеринбург: УРТУ, 2005 г..

2. Власов К.П. Теория автоматического управления. Учебное пособие для вузов, Харьков: Изд-во Гуманитарный центр, 2007 г.

3. Стороженко С.В., Коржев А.А. Синтез систем автоматического управления объектами горного и нефтегазового производства. Методические указания к курсовой работе. СПб: РИЦ СПГГИ, 2010 г.

4 Стороженко С.В. , Большунова О.М. Теория автоматического управления. Линейные системы. Лабораторный практикум. СПб: РИЦ НМСУ «Горный» , 2012 г.


б) дополнительная литература

  1. Пупков К.А. Методы классической и современной теории автоматического управления ./ ЕгуновН.Д., Баркин и др Т.1 – М: МГТУ им. Баумана, 2000 г.

2. Стальский В.В., Проскуряков Р.М. Нечеткая логика и ее применение в автоматическом регулировании: Учебное пособие. СПб: Изд. СПГГИ, 1998 г.

3. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: Учебник для вузов., М.: Энергоатомиздат, 1985 г.


в) программное обеспечение__Лабораторные работы и расчеты по курсовой работе выполняются с использованием ППП «MATLAB», «SIMULINK»и «СС-2005», предназначенного для изучения широкого круга задач ТАУ.


г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Не предусмотрены.


10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

_Лабораторные работы выполняются в компьютерном классе кафедры электротехники, электроэнергетики и электромеханики


11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках поточно-групповой системы обучения. Для текущего контроля успеваемости используются, устный опрос и презентация итогов выполнения расчетного задания курсовой работы.


Разработчик:

Доцент кафедры электротехники,

электроэнергетики и электромеханики

НМСУ Стороженко С.В.


Заведующий кафедрой электротехники,

электроэнергетики и электромеханики

НМСУ , профессор Козярук А.Е.


.


Похожие:

Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconРабочая программа дисциплины «теория автоматического управления часть 1»
Цель дисциплины “Теория автоматического управления” – изучение современных методов теории автоматического управления (тау), вопросов...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 13. 06 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)» по техническим наукам
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теория автоматического управления, теория передачи сигналов, теория информации,...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconРабочая программа дисциплины «теория автоматического управления часть 3»
Теория автоматического управления ч. 3” – изучение современных методов теории дискретных систем автоматического управления, в частности...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconРабочая программа учебной дисциплины «Теория автоматического управления»

Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПрограмма учебной дисциплины «теория автоматического управления»
Цели и задачи дисциплины: Изучение методов анализа и синтеза линейных, нелинейных систем и автоматических систем управления (асу)...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПрограмма учебной дисциплины «теория автоматического управления»
Цели и задачи дисциплины: Изучение методов анализа и синтеза линейных, нелинейных систем и автоматических систем управления (асу)...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПрограмма учебной дисциплины «теория автоматического управления»
Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПрограмма дисциплины "Теория автоматического управления"
Цели и задачи дисциплины: Дисциплина обеспечивает теоретическими знаниями в области проектирования систем управления
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconПлан лекционных занятий дисциплины "Теория автоматического управления"
Целью изучения курса является освоение студентами основ теории автоматического управления и математического аппарата моделирования...
Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» iconТеория автоматического управления. (Управление техническими системами)
Теория автоматического управления (тау) составляет базовую основу кибернетики как науки об управлении. Классическая тау решает задачи...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница