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
|
