Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления                        icon

Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления                       


Смотрите также:
Программа наименование дисциплины Теория автоматического управления Рекомендуется для...
Программа дисциплины "Теория автоматического управления" Направление...
Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл...
Рабочая программа по дисциплине Теория автоматического управления Согласовано Утверждаю...
Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины)...
Рабочая программа учебной дисциплины “ теория автоматического управления цикл...
Рабочая программа модуля (дисциплины) современнаые проблемы автоматизации и...
Рабочая программа дисциплины «Теория автоматического управления» для студентов специальности...
Рабочая программа дисциплины «Теория автоматического управления» для студентов специальности...
Рабочая программа дисциплины автоматизированный электропривод направление ооп...
Теория автоматического управления. (Управление техническими системами)...
Рабочая программа дисциплины “ Теория автоматического управления” (наименование дисциплины) для...



Загрузка...
скачать
Государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»


Естественно-научный институт

полное наименование института, факультета





УТВЕРЖДАЮ




Заведующий кафедрой

_______________/М.Р. Прокопович/

подпись, Ф.И.О.




«__» _______________ 2010 г.



^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины Теория автоматического управления                       

____________________

(наименование дисциплины)

для специальности(ей) ^ 21040165 «Физика и техника оптической связи»
>


(шифр и наименование специальности)

Составитель (и) Доронин И.С., преподаватель



(Ф.И.О., должность, ученое звание)


Обсуждена на заседании кафедры «Оптические системы связи» 




«__» _____________20___ г., протокол № _____


Одобрена на заседании методической комиссии                                         

  Естественно-научного института

(учебное структурное подразделение)


«__» _____________20___ г., протокол № _____


Председатель ________________________/__________________/

(подпись, Ф.И.О.)


2010 г.

Рабочая программа

по дисциплине Теория автоматического управления

специальности Физика и техника оптической связи

^

1 Цели и задачи дисциплины


1.1 Цель преподавания дисциплины

Автоматизация - одна из важнейших составляющих научно-технической революции, она обеспечивает повышение производительности труда, повышение эффективности использования техники, улучшение условий труда и повышение его безопасности.

В связи с этим, целью преподавания дисциплины «Теория автоматического управления», является подготовка высококвалифицированного специалиста по специальности 21040165 «Физика и техника оптической связи», владеющего основами теории управления и умеющего выполнять исследовательские и расчетные работы по разработке линейных и цифровых систем автоматического управления. В результате изучения дисциплины специалист должен получить хорошую подготовку по общетеоретическим основам автоматического регулирования и управления и практические навыки выполнения исследовательских и расчетных работ по созданию автоматических систем.

^ 1.2 Задачи изучения дисциплины

Изучив дисциплину студент должен:

1.2.1 Знать и уметь использовать: основные алгоритмы управления, основные характеристики САУ, типы стандартных динамических звеньев и их характеристики, критерии устойчивости линейных САУ, правила преобразования структурных схем, основные виды корректирующих и стабилизирующих звеньев (регуляторов), оценки качества управления, z-преобразование, разностные уравнения, дискретные алгоритмы управления, понятие оптимизации.

1.2.2 Владеть: методами линеаризации дифференциальных уравнений САУ, методами определения основных параметров САУ, методами составления исходных уравнений САУ, методами преобразования структурных схем, методами определения устойчивости и качества управления, методами повышения устойчивости и качества, методами синтеза линейных и цифровых САУ, методами математического описания импульсных и цифровых САУ, методами оптимизации САУ.

Для успешного изучения дисциплинарного модуля необходимо хорошо освоить дисциплины «Высшая математика», «Физика», «Информатика», «Основы теории цепей», «Основы электроники», «Основы схемотехники», «Дискретная математика».

Логические связи курса «Теория автоматического управления» с обеспечивающими дисциплинами представлены в табл. 1.

Таблица 1

Логические связи курса «Теория автоматического управления»
с другими дисциплинами

п/п

Наименование обеспечивающих дисциплин

Элемент модуля
(раздел)


1

2

3

4

5

1

Высшая математика

+

+

+

+

+

2

Физика

+

+

+

+

+

3

Информатика

+

+

+




+

4

Основы теории цепей




+




+




5

Основы электроники




+




+

+

6

Основы схемотехники




+




+

+

7

Дискретная математика













+


^ 2 Состав и объем дисциплины


Дисциплина «Теория автоматического управления» изучается в течение 6-го семестра (18 недель) и включает:

- лекций - 36 часов

- лабораторных работ - 18 часов

- итого аудиторных занятий - 54 часа

- самостоятельная работа - 62 часа

- трудоемкость дисциплины - 3 зач.ед.

- рубежный контроль - 2

- зачет

3 Структура дисциплины «Теория автоматического управления»


Дисциплина «Теория автоматического управления» включает в себя изучение элементов модуля (разделов), перечисленных в таблице 2.

Таблица 2

Перечень элементов модуля (разделов) дисциплины
«Теория автоматического управления»



^ Название элемента модуля (раздела)

1

Основные понятия теории автоматического управления

2

Математическое описание систем автоматического управления

3

Устойчивость и качество линейных систем автоматического управления

4

Синтез систем автоматического управления. Оптимальные системы.

5

Импульсные и цифровые системы автоматического управления

^ 4 Содержание лекционного курса


Перечень тем лекционного курса и их краткое содержание приведено в таблице 3.

Таблица 3

Тематическое содержание лекционного курса (модуль 1)

^ Элемент модуля

Лекция

Тема, краткий перечень рассматриваемых
вопросов


Кол-во часов

1

1

Введение в теорию автоматического управления

История, цели и основные понятия теории автоматического управления. Принципы управления.

2

2

Основные понятия теории автоматического управления

Классификация и требования, предъявляемые к САР. Линейные и нелинейные САР. Общий метод линеаризации.

2

2

3

Динамические звенья и их характеристики

Позиционные, интегрирующие и дифференцирующие звенья. Временные и частотные характеристики звеньев.

2

4

Характеристики типовых звеньев САР

Безынерционное звено. Апериодическое звено 1-го порядка. Апериодическое звено 2-го порядка. Идеальное интегрирующее звено. Инерционное интегрирующее звено. Идеальное дифференцирующее звено. Реальное дифференцирующее звено. Неустойчивые звенья.

4

5

Составление и анализ исходных дифференциальных уравнений САР

Общий метод составления исходных уравнений. Передаточные функции САР. Составление уравнений на основе типовых звеньев. Правила преобразования структурных схем.

2

3

6

Устойчивость линейных САР

Понятие об устойчивости линейных систем. Алгебраический критерий устойчивости. Критерий устойчивости Михайлова. Критерий устойчивости Найквиста. Корректирующие и стабилизирующие звенья (регуляторы).

4

Окончание таблицы 3

^ Элемент модуля

Лекция

Тема, краткий перечень рассматриваемых
вопросов


Кол-во часов

3

7

Оценка качества управления

Точность в типовых режимах. Определение показателей качества регулирования по переходной характеристике. Корневые методы. Интегральные оценки. Частотные критерии качества. Чувствительность систем управления.

4

4

8

Методы синтеза САУ

Корневые методы. Метод корневых годографов. Метод стандартных переходных характеристик. Метод логарифмических амплитудных характеристик.

4

9

Оптимальные системы

Постановка задачи оптимизации. Методы классического вариационного исчисления. Принцип максимума Понтрягина. Динамическое программирование.

2

5

10

Импульсные системы

Общие сведения. Разностные уравнения. Использование z-преобразования. Передаточные функции.

4

11

Устойчивость и качество импульсных систем

Устойчивость импульсных систем. Оценка качества импульсных систем.

2

12

Цифровые системы

Общие сведения. Дискретные алгоритмы управления и дискретная коррекция. Синтез систем управления на основе микропроцессорных систем.

4

Итого

36



5 Содержание лабораторных работ


Целью лабораторных работ является приобретение практических навыков анализа и синтеза систем автоматического управления.

Методическим обеспечением проведения лабораторных работ являются учебники, методические указания и пособия.

Таблица 4

Перечень лабораторных работ (модуль 1)

^ Элемент модуля



Содержание лабораторных работ

Кол-во часов

1

1

Изучение программного комплекса для моделирования систем автоматического управления - МВТУ 3.6

2

2

2

Исследование временных характеристик типовых звеньев САР

2

3

Исследование частотных характеристик
типовых звеньев САР

4

3

4

Исследование линейных САР

4

5

Исследование замкнутых САР. Влияние местной обратной связи на характеристики САР.

4

6

Повышение устойчивости и точности САР

2

Итого

18



6 Содержание материала самостоятельных занятий


6.1 Курсовая работа


Целью курсовой работы является закрепление теоретического материала изложенного в рамках лекционного курса. Выполнение студентами курсовой работы является важным средством более глубокого усвоения учебного материала и приобретения практических навыков по расчету систем автоматического регулирования.

Содержание курсовой работы представлено в таблице 5.

Таблица 5

Разделы курсовой работы

^ Элемент модуля

Раздел

Содержание раздела

2

1

Определить и построить временные характеристики объекта управления, его амплитудную и фазовую частотные характеристики, определить нули и полюса передаточной функции.

4

2

Основываясь на динамических свойствах объекта управления, выбрать закон регулирования, определить передаточные функции системы по каналу управления, по каналу возмущения, по ошибке и разомкнутой системы.

4

3

Произвести выбор оптимальных параметров регулятора по минимуму линейной и квадратической интегральной оценке ошибки, определить и построить корневой годограф при изменении параметров регулятора.

2

4

Определить и построить временные характеристики системы по каналу управления с выбранными параметрами закона регулирования. Построить кривую ошибки, определить и построить амплитудную и фазовую частотные характеристики.

3

5

Оценить устойчивость системы по критерию Найквиста, определить запас устойчивости по амплитуде и фазе.

3

6

Найти оценки качества САР.

4

7

Разработать принципиальную схему устройства сравнения и регулятора.


^ 6.2 Подготовка к лекциям


Основная цель данного вида самостоятельной работы - закрепление и развитие знаний, полученных на лекциях. Минимальный объем в часах из расчета 0,2 часа на 1 час лекции и составляет 8 часов.


^ 6.3 Подготовка к лабораторным работам


Основная цель данного вида самостоятельной работы - закрепление и развитие знаний, полученных на лабораторных работах. Минимальный объем в часах из расчета минимум 0,5 часа на 1 час лабораторного занятия и составляет 9 часов.


^ 6.4 Подготовка к промежуточному тестированию


Основная цель данного вида самостоятельной работы - закрепление и систематизация знаний, полученных на аудиторных занятиях. В соответствии с календарным планом дисциплины предусмотрено два рубежных контроля знаний в виде тестирования. Для подготовки к тестированию выделено по 4 часа времени самостоятельной работы.


^ 6.5 Подготовка к зачету


На подготовку к зачету в конце изучения дисциплины (6-ой семестр) выделятся в соответствии с нормами – 9 часов.

7 Форма контроля усвоения материала


Текущий контроль усвоения теоретического курса в течение семестра осуществляется на консультациях, лабораторных занятиях и при защите курсовой работы в виде устного опроса. Рубежный контроль знаний проводится после изучения нескольких разделов дисциплины с использованием составленных тестов. В конце семестра степень овладения материалом дисциплины проверяется на зачете.

8 Вопросы к зачету

Таблица 6

Вопросы для подготовки к зачету



Вопрос

1

Понятие об автоматическом регулировании.

2

Основные задачи теории автоматического управления.

3

Принципы управления.

4

Классификация САР. Линейные и нелинейные САР.

5

Требования предъявляемые к САР.

6

Общий метод линеаризации.

7

Позиционные, интегрирующие и дифференцирующие звенья.

8

Временные характеристики звеньев.

9

Частотные характеристики звеньев.

10

Безынерционное звено.

11

Апериодическое звено 1-го порядка.

12

Апериодическое звено 2-го порядка.

13

Идеальное интегрирующее звено.

14

Инерционное интегрирующее звено.

15

Идеальное дифференцирующее звено.

16

Реальное дифференцирующее звено.

17

Неустойчивые звенья.

18

Общий метод составления исходных уравнений.

19

Передаточные функции САР.

20

Составление уравнений на основе типовых звеньев.

21

Понятие об устойчивости линейных систем.

22

Алгебраический критерий устойчивости.

23

Критерий устойчивости Михайлова.

24

Критерий устойчивости Найквиста.

25

Корректирующие и стабилизирующие звенья (регуляторы).

26

Точность в типовых режимах.

27

Определение показателей качества регулирования по переходной характеристике.

28

Корневые методы определения качества регулирования.

29

Интегральные оценки качества регулирования.

30

Частотные критерии качества.

31

Чувствительность систем управления.

32

Корневые методы синтеза САУ.

33

Синтез САУ методом корневых годографов.

34

Синтез САУ методом стандартных переходных характеристик.

35

Синтез САУ методом логарифмических амплитудных характеристик.

Окончание таблицы 6



Вопрос

36

Постановка задачи оптимизации.

37

Методы классического вариационного исчисления.

38

Принцип максимума Понтрягина.

39

Динамическое программирование.

40

Общие сведения об импульсных САУ.

41

Разностные уравнения.

42

Использование z-преобразования.

43

Передаточные функции импульсных САУ.

44

Устойчивость импульсных систем.

45

Оценка качества импульсных систем.

46

Общие сведения о цифровых САУ.

47

Дискретные алгоритмы управления и дискретная коррекция.

48

Синтез систем управления на основе микропроцессорных систем.
9 Примерный календарный план дисциплины















10 Литература


Список основной литературы

1. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – 4-е изд. перераб. и доп. – Спб. : Профессия, 2003.

2. Доронин, С.В. Теория автоматического управления и регулирования : учеб. пособие / С.В. Доронин. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005.

3. Бесекерский В.А. Системы автоматического управления с микроЭВМ / В.А. Бесекерский, В.В. Изранцев. – М.: Наука, 1987.

4. Скоблецкая, О.В. Основы теории управления: методические указания по выполнению лабораторных работ. Ч.1 / О.В. Скоблецкая. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2006.


Список дополнительной литературы

5. Попов, Е.П. Динамика систем автоматического регулирования / Е.П. Попов. – М. : ГИТТЛ, 1954.

6. Малай, Г.П. Основы теории управления: учеб. пособие / Г.П. Малай. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2009.

7. Доронин, С.В. Теория автоматического управления: методические указания по выполнению курсового проекта / С.В. Доронин. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 1999.

8. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. М. : Наука, 1975.

9. Лотош М.М. Основы теории автоматического управления. Математические методы / М.М. Лотош. – М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979.

10. Бесекерский, В.А. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / В.А. Бесекерский. – М. : Наука, 1978.

11. Шаталов, А.С. Задачи по теории автоматического управления / А.С. Шаталов. – М. : Высшая школа, 1979.
11 Методическое обеспечение дисциплины


1. Рекомендуемая для изучения дисциплины основная и дополнительная литература, методические пособия и указания для выполнения курсового проекта приведены в 10 разделе РУП.

2. Технические средства обучения:

- для технического сопровождения лекционных занятий разработаны презентации с помощью мультимедийных технологий;

- проведение лабораторных работ осуществляется в компьютерном классе, с помощью программного комплекса для моделирования САУ «МВТУ 3.6».




Скачать 218,98 Kb.
оставить комментарий
Доронин И.С
Дата13.03.2012
Размер218,98 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх