скачать
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет
УТВЕРЖДАЮ Первый проректор _______________В.К. Хегай "____"_____________200__ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине | Основы теории управления |
| (наименование дисциплины) | для специальности | ^ |
| (шифр и наименование специальности) |
|
| факультет | ^ |
кафедра |
Информационных систем и технологий |
курс |
4 |
семестр |
7 |
Лекции | 17 | (час) |
| Экзамен | - |
Практические (семинарские занятия) |
- |
(час) |
|
Зачет | семестр
7 |
Лабораторные занятия |
17 |
(час) |
|
Самостоятельная работа | семестр 32 |
(час) |
Всего часов |
34 |
(час) |
|
|
|
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего и профессионального образования, Государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки по специальности 230201 «Информационные системы и технологии»
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ИСТ протокол №9 от 16.06.2008 г.
Заведующий кафедрой ИСТ ________________________Н.А.Николаева
Одобрено советом специальности 230201 «Информационные системы и технологии» протокол №8 от18.06.2008
Председатель ________________________ Н.А. Николаева
Рабочая программа составлена__________________________________________________ ___________________________________________________ ^ Цель преподавания дисциплины состоит в обучении студентов основам теории автоматического управления, необходимых при создании, исследовании и эксплуатации систем и средств автоматизации и управления. - ^
Задачей изучения дисциплины является освоение базовых принципов построения систем управления, форм представления и преобразования моделей систем, методов анализа и синтеза.
^ знать: основные положения теории управления, принципы и методы построения моделей систем управления, методы расчета и оптимизации непрерывных и дискретных линейных и нелинейных систем при детерминированных и случайных воздействиях; уметь применять принципы и методы построения моделей, методы анализа и синтеза при создании, исследовании и эксплуатации систем и средств автоматизации и управления иметь представление об областях применения, о современных методах исследования и тенденциях развития теории управления. - ^
Дискретная математика ТИПИС Моделирование систем ^ Распределение дисциплины по семестрам в соответствии с учебным планом специальности 230201– Информационные системы и технологии Факультет информационных технологий факультет, номер специальности и номер плана
Семестр | Число недель х часов в неделю | Всего ауд. часов | в том числе | СРС | КП | КР | РГР | Контр.раб. | Экзамен | Зачет | Лекции | Лаб.р. | Практ.р. | Очное обучение | 7 | 17х2 | 34 | 17 | 17 | - | 32 |
|
|
| 3 |
| + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ИТОГО | 34 | 17 | 17 |
| 32 |
|
|
|
|
|
| Заочное обучение | 7 | 1х12 | 12 | 6 | - | 6 | 56 |
|
|
| 2 |
| + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ИТОГО | 12 | 6 | - | 6 | 56 |
|
|
|
|
|
| Примечание. Общий объем самостоятельной работы студента (включая все аудиторные занятия) по всем дисциплинам специальности не должен превышать 21-24 часа в неделю. - ^
Номер темы | Наименование темы | Основное содержание темы | Количество часов | Очное | Заоч-ное | 1 | 2 | 3 | 4 | 5
|
| Основные понятия теории управления
| Понятия об управлении и системах управления (СУ). Объекты управления — технические, экономические, биологические и др. Поведение объектов и СУ. Информация и принципы управления: разомкнутые системы; компенсация возмущений; СУ с обратной связью; системы с компенсацией параметрических возмущений; адаптивное управление. Классификации СУ: по типу сигналов; по типу алгоритма; по энергетическому признаку. Задачи теории управления. Математические модели СУ. Способы построения моделей — аналитический, экспериментальный. Особенности структурных моделей СУ: модели с раскрытой причинно-следственной структурой; иерархические модели | 2 | 1 |
| Линейные модели и характеристики систем управления
| Модели вход-выход: дифференциальные уравнения; передаточные функции; временные и частотные характеристики. Преобразование форм представления моделей вход-выход. Построение временных и частотных характеристик. Полнота характеристик. Системы дифференциальных уравнений различных порядков. Модели вход-состояние-выход — системы уравнений в форме пространства состояний. Построение моделей вход-выход по системе дифференциальных уравнений и по уравнениям в форме пространства состояний. Характеристики СУ с типовой структурой — последовательного и параллельного соединения звеньев, соединения звеньев с обратной связью. Построение моделей вход-выход систем с раскрытой структурой. | 3 | 1 |
| Анализ систем управления
| Задачи анализа. Анализ устойчивости: устойчивость по начальным условиям; устойчивость вход-выход. Критерии устойчивости. Необходимое условие устойчивости. Алгебраические критерии. Критерий Михайлова. Устойчивость систем с типовой структурой — бесконтурных, одноконтурных. Критерий Найквиста. | 2 | 1 |
| Синтез систем управления
| Общие сведения о синтезе СУ. Задачи синтеза СУ: синтез управляющих воздействий; синтез компенсаторов возмущений; синтез СУ из условия подавления непосредственно неизмеряемых возмущений; синтез следящих систем; коррекция СУ; синтез регуляторов для неустойчивых объектов; расчет настроек типовых регуляторов; синтез СУ в условиях неполной определенности моделей. | 3 | 1 |
| Устойчивость положений равновесия
| Понятие об устойчивости невозмущенного движения. Первый метод Ляпунова. Применение метода к дифференциальным уравнениям в форме Коши. Исследование устойчивости по дифференциальным уравнениям n-го порядка. Исследование устойчивости по моделям в форме структурной схемы. Второй (прямой) метод Ляпунова. Применение второго метода. Частотный метод исследования абсолютной устойчивости. Необходимое и достаточное условия абсолютной устойчивости. Круговой критерий | 3 | 1 |
| Системы оптимального управления
| Системы, оптимальные по быстродействию. Оптимальный алгоритм управления для линейных стационарных СУ. Теорема об интервалах. Определение моментов переключения. Синтез функции (поверхности) переключения. Оптимизация по быстродействию с учетом расхода энергии (топлива) на управление. | 2 | 1 |
| Адаптивное управление
| Целевые условия и уравнения адаптивных СУ. Алгоритмы адаптивного управления. Системы с алгоритмами прямого адаптивного управления. Системы идентификационного типа. Дискретные адаптивные СУ с неявной эталонной моделью. Дискретные адаптивные СУ с настраиваемой моделью объекта управления. Содержание этапов синтеза адаптивных СУ. | 2 |
| Всего | 17 | 6 | - ^
№№ тем | Наименование темы (вопроса) | Основное содержание темы (вопроса) | Объем в часах (очн/заочн) | Литература |
| Линейные модели дискретных систем управления
| Решетчатые функции и разностные уравнения. Математическое описание идеального импульсного элемента. Уравнения и импульсная передаточная функция разомкнутой импульсной СУ. Частотные характеристики импульсных систем. Логарифмические частотные характеристики импульсных систем. Представление дискретных СУ в форме пространства состояний | 6/12 | Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб.пособие для студентов втузов. М.: Наука, 1989. |
| Нелинейные модели систем управления
| Необходимость в нелинейных моделях. Безынерционные нелинейные элементы. Динамические нелинейные элементы. Нейронные сети как многомерные нелинейные элементы. Нелинейные модели с раскрытой структурой. Расчетные формы нелинейных моделей. | 6/12 | Методы теории автоматического управления, ориентироваанные на примене-нии ЭВМ. Линейные стационарные и нестационарные модели. Учебник для вузов / Под ред К.А.Пупкова. М.: Энергоатомиздат1997. |
| Методы оптимизации
| Постановка задачи оптимального управления. Критерии оптимизации. Классическое вариационное исчисление. Уравнение Эйлера. Задача Лагранжа. Изопериметрическая задача. Задача с подвижными концами. Условия трансверсальности. Принцип максимума. Необходимые условия оптимальности. Методика применения принципа максимума. Условия трансверсальности. Метод динамического программирования. Принцип оптимальности. Уравнение Беллмана для непрерывных СУ. | 6/12 | Александров А.Г. Оптимальное и адаптивное управление: Учебн.пособие для студентов вузов. М.: Высш. шк., 1989. |
| Общие сведения о дискретных системах управления
| Классификация дискретных систем по виду квантования. Понятия об импульсных и цифровых СУ. Обобщенные структурные схемы дискретных СУ. | 6/6 | Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. Спб: Политехника, 1998. |
| Синтез систем управления
| Общие сведения о синтезе СУ. Задачи синтеза СУ: синтез управляющих воздействий; синтез компенсаторов возмущений; синтез СУ из условия подавления непосредственно неизмеряемых возмущений; синтез следящих систем; коррекция СУ; синтез регуляторов для неустойчивых объектов; расчет настроек типовых регуляторов; синтез СУ в условиях неполной определенности моделей. Стабилизация неустойчивых объектов: операторный метод; метод пространства состояний. Аналитическое конструирование регуляторов. Синтез наблюдателя состояния. Синтез СУ, инвариантных к возмущениям: синтез статических систем; синтез астатических систем по требованию к точности подавления степенных возмущений; синтез систем по требованию к точности подавления гармонических возмущений. Синтез следящих систем из условия точности воспроизведения. Коррекция СУ. Методики формирования желаемых передаточных функций. Вычисление передаточных функций корректирующих устройств; последовательная коррекция, местная обратная связь. Параметрический синтез СУ. | 8/14 | Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория управления: Учебник. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999. | Всего | 32/56 |
|
Примечание. В графе "Литература" приводятся номера учебников, учебных и методических пособий согласно разделов 3.1 и 3.2.3 с указанием глав, параграфов, страниц и номеров упражнений.
- ^
Номер темы | Наименование практических занятий (семинаров) | Основное содержание практических занятий (семинаров) | Количество часов | Очное | очно-заочное | Заоч-ное | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Исследование характеристик систем, образованных типовыми соединениями звеньев в корневой, временной и частотной областях. | 2 |
| 1 |
| Исследование типовых установившихся режимов систем автоматического регулирования. Определение установившихся ошибок систем с обратной связью при степенных и гармонических воздействиях. | 4 |
| 1 |
| Анализ качества переходных процессов в системах автоматического регулирования. Определение прямых и косвенных показателей качества. | 2 |
| 1 |
| Структурно-параметрический синтез корректирующих устройств систем автоматического регулирования в комплексно-частотной области из условия обеспечения требований к качеству переходных процессов. | 3 |
| 1 |
| Исследование свойств простейших импульсных систем без дополнительных средств коррекции. | 3 |
| 1 |
| Исследование адаптивной системы с эталонной моделью и градиентными алгоритмами адаптации. | 3 |
| 1 | Всего | 17 |
| 6 | ^ №№ п-п | Автор и наименование | Вид пособия | Год издания | Кол-во экз. в библиотеке | Л-1 | Теория автоматического управления: Учебник для вузов в 2-х томах / Под ред. акад. А.А.Воронова. М.: Высшая школа, 1986. | У | 1986 |
| Л-2 | Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учебн.пособие для студентов вузов. М.:Наука, 1986. | У | 1986 |
| Л-3 | Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб.пособие для студентов втузов. М.: Наука, 1989. | У | 1989 |
| Л-4 | Александров А.Г. Оптимальное и адаптивное управление: Учебн.пособие для студентов вузов. М.: Высш. шк., 1989. | У | 1989 |
| Л-5 | Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. Спб: Политехника, 1998. | У | 1998 |
| Л-6 | Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория управления: Учебник. СПб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999. | У | 1999 |
| Л-7 | Методы теории автоматического управления, ориентироваанные на применении ЭВМ. Линейные стационарные и нестационарные модели. Учебник для вузов / Под ред К.А.Пупкова. М.: Энергоатомиздат, 1997. | У | 1997 |
| Дополнительная литература:
Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB. СПб.:Наука, 1999. Методы анализа, синтеза и оптимизации нестационарных систем автоматического управления: Уч.пособие /К.А.Пупков и др. Под ред Н.Д.Егупова. Под общ.ред К.А.Пупкова. М.: Изд.МГТУ им.Н.Э. Баумана, 1999. Анализ и синтез систем управления / Д.Х. Имаев и др. Спб, Гданьск, Сургут, Томск: Информ.-изд. центр Сургут. гос. ун-та, 1998. «Автоматика и телемеханика». РАН. М.: Изд-во «Наука». Известия РАН. Сер. «Теория и системы управления». IEEE Control Systems
Примечание: 1. Порядковая нумерация сквозная, двухиндексная (Л-1, Л-2, Л-3 и т.д.); 2. Дополнительная литература отделяется заголовком; 3. Условные обозначения вида пособия: У – учебник, УП – учебное пособие, Др – монография и другая литература.
Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а так же методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам. - ^
электронно-вычислительная техника – ЭВМ диапроекторы: обучающие средства – ОУ диапозитивами – ДП действующие макеты – М слайдами – ДС кинофильмы – КФ диафильмами –ДФ учебное телевидение – ТВ эпидиаскопы – ЭС лингофонная техника – ЛФ наглядные пособия контролирующие устройства – КУ (макеты, плакаты, Информационная техника – ИТ схемы, графики, аудиовизуальные установки – АВУ рисунки, таблицы и т.д.) – НП кодоскопы – КС - ^
ПК, ИТ Программное обеспечение MATLAB, SIMULINK
4.Протокол согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности на _______/_______ учебный год Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину | Кафедра | Предложения об изменениях в пропорциях материала , порядка изложения | Принятое решение (протокол №, дата), кафедрой, разрабатывающей программу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Примечание. Рабочая программа согласуется с профилирующей (выпускающей) кафедрой и кафедрами, обеспечивающими преподавание дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину. Дополнения и изменения в рабочей программе на ______/______ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
Рабочая программа пересмотрена Заведующий кафедрой ____________________ "_____"______________ ______г. Проректор по учебной работе Внесенные изменения утверждаю _________________________________________
"____"_________________ _____ г.
СОДЕРЖАНИЕ 1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе 3 1.1. Цель преподавания дисциплины 3 1.2. Задачи изучения 3 1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины 3 2. Содержание дисциплины 3 1.1.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий (по семестрам) 5 1.1.2. Наименование тем (вопросов), целиком выделенных для самостоятельной проработки студентами 7 1.2. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах 9 3. Учебно-методические материалы по дисциплине 9 1.3. Основная и дополнительная литература 9 1.4. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а так же методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам. 10 1.4.1. Условные обозначения технических средств обучения (ТСО): 10 1.4.2. Наглядные пособия и ТСО 10 4. Протокол согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности на _______/_______ учебный год 12 Дополнения и изменения в рабочей программе на ______/______ учебный год 13
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии Ухтинского государственного технического университета, 2000 г.
Добавить документ в свой блог или на сайт
|