Рабочая программа по дисциплине днм. 08 Автоматизированное проектирование систем и средств управления По направлению

скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ» УТВЕРЖДАЮ Т.В. Маркелова « 17 » июня 2009 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА По дисциплине ДНМ.08 Автоматизированное проектирование систем и средств управления По направлению 220200.68 – Автоматизация и управление Факультет Цифровых систем и технологий Кафедра Автоматизации полиграфического производства Форма обучения Курс Семестр Трудоемкость дисциплины в часах Форма итогового контроля Всего часов Аудиторных часов Лекции Семинарские (практические) занятия Лабораторные занятия Курсовая работа Курсовой проект Самостоятельная работа Очная 5 9 106 34 17 17 40 32 Зачет Очно-заочная Заочная Москва – 2009 г. Составитель: Иванько А.Ф., канд. техн. наук, доцент; Шевченко С.А., ст. преподаватель Рецензент: Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Автоматизация полиграфического производства» 25.05.09 , протокол № 12 . Зав. кафедрой Самарин Ю.Н. Одобрена Советом факультета цифровых систем и технологий 02.06.09 , протокол № 10 . Председатель Винокурова О.А. ^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Целью преподавания дисциплины «Автоматизированное проектирование систем и средств управления» является обучение студентов методам использования современных средств автоматизированного проектирования систем управления. Задачей изучения дисциплины является получение студентами практических навыков проектирования с использованием современных формализованных методов и программных средств. ^ 1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен знать: основные этапы и процедуры проектирования систем управления (СУ); структуру системы автоматизированного проектирования (САПР) СУ; способы и методы построения структуры САПР СУ и ее подсистем; требования к подсистемам САПР СУ; математические модели, методы и алгоритмы, положенные в основу подсистем САПР СУ; техническое и программное обеспечение, применяемое в современных САПР СУ; уметь: использовать системы автоматизированного проектирования при создании и совершенствовании программно-технических средств и систем автоматизации и управления полиграфическим оборудованием; обоснованно применять отдельные подсистемы САПР СУ для решения конкретных проектных задач в полиграфии и издательском деле. ^ 1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины Высшая математика (Дифференциальные уравнения). Математическая логика и теория алгоритмов. Электротехника и электроника. Системное программное обеспечение. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. ^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Наименование тем, их содержание и объем в часах Наименование тем Общая трудоемкость (часов) Аудиторные занятия (всего часов) Лекции Практические занятия (семинары) Лабораторные занятия Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием 4 2 2 Тема 2. Структура САПР СУ 4 2 2 Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии 4 2 2 Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР 4 2 2 Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин 4 2 2 Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР 4 2 2 Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием 4 2 2 Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин 4 2 2 Тема 9. Автоматизация испытаний СУ 2 1 1 Итого 34 17 17 ^ 2.2. Содержание тем дисциплины Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием Введение. Определения процесса автоматизированного проектирования и САПР. Основные компоненты САПР: техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное и организационное обеспечение. Системы автоматического управления (САУ) как объекты проектирования. Особенности реальных САУ в полиграфии: физическая разнородность устройств и элементов, многокритериальность условий проектирования и применения, неопределенность параметров и возмущений, многомерность, нестационарность. Требования к проектированию и производству САУ как специфическому классу технических систем. Основные этапы развития САПР СУ. Типовая структура процесса проектирования СУ. Определение целей и критериев проекта, требований к техническим характеристикам, условиям эксплуатации и экономическим показателям проекта, и их воплощение в техническом задании на проектирование. Ограничения процесса проектирования: сроки проекта, стоимость, наличие материальных и технических ресурсов. Основные этапы проектирования: согласование технического задания, формирование технических предложений, эскизное проектирование, рабочее проектирование, испытания. Основные проектные процедуры. Структурно-функциональные и информационные модели процесса проектирования СУ. Математические модели процесса проектирования СУ на основе теории операций, модели сетевого планирования и управления. Методы динамического моделирования процесса проектирования с использованием сетей Петри на основе функционального и информационного подходов. Методы анализа возможности и оценки технико-экономической эффективности автоматизации процесса проектирования. Анализ возможности автоматизации типовых процедур проектирования СУ. Методы и модели реорганизации существующих процессов проектирования с целью повышения эффективности внедрения САПР в полиграфической отрасли. ^ Тема 2. Структура САПР СУ Принципы выбора структуры САПР и состава ее компонентов. Определение концепции САПР СУ. Выбор структуры САПР СУ на основе анализа возможности автоматизации проектных процедур и современного состояния технических и программных средств САПР. Задачи и функции основных подсистем САПР СУ: подсистемы составления математических моделей СУ, подсистемы моделирования, анализа и синтеза СУ, конструкторской подсистемы, технологической подсистемы, подсистемы автоматизации испытаний СУ. ^ Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии Вычислительные средства, устройства ввода-вывода, хранения информации и средства машинной графики, применяемые в САПР. Требования, предъявляемые к техническим средствам САПР СУ. Анализ характеристик современных технических средств САПР. Принципы и методы формирования структуры и состава технического обеспечения САПР СУ. Организация распределенных САПР СУ на основе вычислительных сетей. Типовые сетевые структуры, применяемые в САПР, их достоинства и недостатки. Аппаратные средства, применяемые для организации распределенных САПР на основе Интернет- и Интранет-технологий. Примеры формирования состава технического обеспечения для типовых подсистем САПР СУ печатных машин. ^ Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР Лингвистическое обеспечение САПР: проблемно-ориентированные языки, алгоритмические языки, машинно-зависимые языки. Входные и выходные языки инструментов САПР СУ. Требования к проблемно-ориентированным языкам инструментов САПР СУ, их синтаксис. Требования к программному обеспечению САПР СУ. Системное и прикладное программное обеспечение САПР СУ, их состав и функции. Задачи информационного обеспечения САПР СУ. Особенности информационного обеспечения САПР: разнородность информации по форме (числовая и текстовая информация, чертежи, математические модели, программы) и смыслу, неформализованность части данных процесса проектирования. Требования к банкам данных САПР СУ. Использование баз данных, экспертных систем и систем поддержки принятия решений в САПР СУ. Проблемы организации распределенных САПР и интеграции отдельных подсистем САПР. Организация межпрограммных интерфейсов, распределенных баз данных. Обеспечение возможности коллективной работы над проектом. Специализированные операционные среды САПР и перспективы их применения в САПР СУ. Применение Интернет- и Интранет-технологий для организации распределенных САПР. ^ Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин Методы построения математических моделей СУ на ЭВМ и их применение в САПР СУ. Машинные методы аналитического вывода математических моделей элементов СУ на основании классических принципов и формализмов динамики. Численные методы построения математических моделей. Принцип «черного ящика». Идентификация моделей систем и устройств управления. Методы и алгоритмы упрощения и преобразования математических моделей СУ. Графические методы построения математических моделей на ЭВМ в виде блок-схем и графов. ^ Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР Характеристика методов моделирования СУ и их применение в САПР СУ. Аналоговое и цифровое моделирование, имитационное моделирование, полунатурное моделирование. Моделирование непрерывных и дискретных систем. Численные методы и алгоритмы моделирования, применяемые в САПР СУ. Контроль и оценка точности моделирования. Современное прикладное программное обеспечение для решения задачи моделирования СУ. ^ Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием Методы и алгоритмы анализа и синтеза СУ, ориентированные на ЭВМ: их характеристика и классификация. Требования к машинным методам анализа и синтеза СУ. Современное прикладное программное обеспечение для решения задач анализа и синтеза СУ. Автоматизация анализа СУ временным, частотным и корневым методами. Автоматизированный синтез многомерных систем управления частотным методом. Автоматизированный синтез наблюдающих устройств и модальных регуляторов. Автоматизированное проектирование оптимальных СУ при случайных возмущениях. Автоматизированное проектирование нелинейных СУ методами нелинейного программирования. ^ Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин Этапы конструкторского проектирования СУ и их автоматизация в САПР. Автоматизация процесса построения принципиальных схем реализации законов управления. Автоматизация процесса функционального анализа СУ. Автоматизация процесса определения конфигурации и размеров устройств СУ. Автоматизация процесса подготовки конструкторской документации. Автоматизация подготовки чертежей деталей и сборочных чертежей. Информационная поддержка чертежных работ с помощью графических баз данных. Основные операции технологического проектирования СУ, методы и возможности их автоматизации в САПР. Автоматизация задач технологической подготовки обработки деталей и составления технологического маршрута. Автоматизация процесса подготовки технологической документации. Структура, состав и функции подсистем «Конструирование» и «Технологическое проектирование» САПР СУ. Связь технологической подсистемы САПР СУ с производством. ^ Тема 9. Автоматизация испытаний СУ Структурная схема комплексных испытаний СУ. Методы и алгоритмы управления испытаниями. Динамические моделирующие комплексы и стенды. Методы и алгоритмы обработки результатов испытаний. Состав и структура подсистемы «Испытания» САПР СУ. ^ 2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах Не предусмотрены. 2.4. Курсовой проект (работа) и его характеристика Автоматизация проектирования систем управления с использованием удаленных баз данных. В курсовом проекте рассматриваются вопросы автоматизации проектирования исполнительных и информационных устройств для систем управления и автоматизации. ^ 2.5. Организация самостоятельной работы Наименование тем Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения) Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе) Подготовка рефератов (докладов, сообщений, информационных материалов и т.п.) Выполнение домашних, контрольных и иных заданий Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. к коллоквиуму, тестированию и пр.) Подготовка к зачету (экзамену) Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием 1 1 1 1 Тема 2. Структура САПР СУ 1 1 1 Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии 1 1 1 1 Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР 1 1 1 Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин 1 1 1 1 Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР 1 1 1 1 Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием 1 1 1 Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин 1 1 1 1 Тема 9. Автоматизация испытаний СУ 1 1 1 * Могут быть предложены иные формы СРС. ^ 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 3.1. Литература Основная 1. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. – М.: Высш. шк., 1991. 2. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления / Под ред. В.В. Солодовникова. – М.: Машиностроение, 1989. 3. Корячко В.П. Теоретические основы САПР: Учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1987. 4. Медведев B.C., Потемкин В.Г. Control System Toolbox. Matlab 5 для студентов. – М.: Диалог-МИФИ, 1999. 5. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. – М.: Высш. шк., 1986. 6. Петренко А.И., Семенов О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. – Киев: Высш. шк., 1984. 7. Иванько А.Ф., Иванько М.А. и др. Автоматизация проектирования средств и систем управления: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2001. Дополнительная 8. Автоматизированное проектирование систем управления / Под ред. М. Джамшиди, Ч. Дж. Хергета. – М.: Машиностроение, 1989. 9. Автоматизированное проектирование машиностроительного привода / Под ред. С.А. Ермакова. – М.: Машиностроение, 1988. 10. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / Под ред. А.А. Воронова и И.А. Орурка. – М.: Наука, 1984. 11. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1986. 12. Крутько П.Д., Максимов А.И., Скворцов Л.М. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. – М.: Радио и связь, 1988. 13. Трофимов А.И., Егупов Н.Д., Дмитриев А.Н. Методы теории автоматического управления, ориентированные на применение ЭВМ. – М.: Энергоатомиздат, 1997. 14. Тищенко В.М. Введение в проектирование систем управления. – М.: Высш. шк., 1986. 15. Руководство по проектированию систем автоматического управления / Под ред. В.А. Бесекерского. – М.: Высш. шк., 1983. 16. Иванько А.Ф., Фалк Г.Б. Автоматизация проектирования ССУ с использованием удаленных баз данных: Методические указания по выполнению курсового проекта. – М.: Изд-во МГУП, 2001. 3.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также используемых в учебном процессе технических средств Компьютерный класс, включающий 20 компьютеров IBM PC. Скачать 166,88 Kb. оставить комментарий Дата 27.11.2011 Размер 166,88 Kb. Тип Рабочая программа, Образовательные материалы