Рабочая программа учебной дисциплины “ теория автоматического управления цикл icon

Рабочая программа учебной дисциплины “ теория автоматического управления цикл


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины “ автоматизация теплотехнологических установок цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины «системы и устройства автоматического управления...
Программа наименование дисциплины Теория автоматического управления Рекомендуется для...
Рабочая программа учебной дисциплины “ теория колебаний и динамика машин цикл...
Аннотация рабочей программы учебной дисциплины теория организации и организационное поведение...
Программа дисциплины "Теория автоматического управления" Направление...
Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления                       ...
Рабочая программа по дисциплине Теория автоматического управления Согласовано Утверждаю...
Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины)...
Рабочая программа модуля (дисциплины) современнаые проблемы автоматизации и...
Рабочая программа дисциплины «Теория автоматического управления» для студентов специальности...



Загрузка...
скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)

_______________________________________________________


Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ”



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

базовая/вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б.3.10; Б.3.24.2




Часов (всего) по учебному плану:

299




Трудоемкость в зачетных единицах:

8


7 семестр – 4;
8 семестр - 4


Лекции

99 час

7, 8 семестры

Практические занятия

15 час

8 семестр

Лабораторные работы

18 час

7 семестр

Расчетные задания, рефераты

^ 30 час самостоят. работы

7, 8 семестры

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

167 час




Экзамены




7, 8 семестры

Курсовые проекты (работы)









Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение общих принципов автоматизированного и автоматического управления технологическими процессами, методов математического описания, анализа и синтеза элементов и систем автоматического управления.


^ По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

  • анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

  • принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании автоматических систем управления теплоэнергетическими процессами (ПК-10);

  • использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технических средств автоматизации (ПК-17);

  • использовать математические методы теории управления для анализа и синтеза автоматических систем управления технологическими процессами в энергетике и промышленности;

  • выполнять математическое моделирование элементов и систем управления с использованием средств вычислительной техники, проводить эксперименты на физических моделях и реальных теплотехнических объектах управления по определению их статических и динамических характеристик;

  • проводить оценку качества (динамической точности) систем управления.


Задачами дисциплины являются


  • познакомить обучающихся с принципами управления теплотехническими объектами, функциями и задачами автоматических и автоматизированных систем управления;

  • дать информацию о свойствах объектов управления, методах математического описания динамических систем, алгоритмах управления, системах управления и методах их анализа и параметрического синтеза;

  • научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при выборе структуры автоматической системы управления, алгоритмов работы регуляторов, критериев качества управления.


^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой (часть 1) и вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю “Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике” направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.


Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математика", "Физика" и учебно-производственной практике.


Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы для выполнении выпускной квалификационной работы бакалавра и изучения дисциплин "Технические средства автоматизации" и "Системы автоматизации и управления", а также программы магистерской подготовки по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника».

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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


Знать:

  • принципы управления теплотехническими объектами, функции и задачи автоматических и автоматизированных систем управления;

  • свойства объектов управления, методы математического описания динамических систем, типовые алгоритмы автоматического управления и методы анализа и параметрического синтеза систем управления

  • основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, компьютер как средство работы с информацией (ОК-11)ю\.

Уметь:

  • применять методы математического анализа, математического и физического моделирования, теоретического и экспериментального исследования в прикладной теории управления;

  • анализировать информацию о новых алгоритмах автоматического управления и методах анализа и синтеза автоматических систем управления.

Владеть:

  • навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

  • терминологией в области автоматического и автоматизированного управления (ОК-2);

  • математическими методами формализованного описания анализа и синтеза автоматических систем управления;

  • техникой применения математических пакетов для имитационного моделирования автоматических систем управления;

  • информационными технологиями, в том числе современными средствами компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);



^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 299 часов.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Введение. Основные понятия управления, термины и определения

4

7

4







2

Тест: термины и определения

2

Дифференциальные уравнения и динами-ческие характеристики линейных систем

8

7

10

2

4

8

Тест: динамические характеристики

3

Структурные схемы систем управления

8

7

8

2




6

Тест: Структурные схемы

4

Устойчивость , запас устойчивости и робас-тность систем автома-тических управления

8

7

8

2




8

Тест: Устойчивость

систем автоматичес-ких управления

5

Расчет систем автома-тического управления из условия минимиза-ции выбросов управ-ляемых переменных

8

7

12




14

36

Контрольная работа

6

Расчет систем автома-тического управления из условия минимиза-ции среднеквадратич-ного отклонения упра-вляемых переменных

6

7

12







23

Расчетное задание

7

Синтез алгоритмов сложных структур систем автоматических управления

8

8

15

4




16

Тест: Многоконтурные и многомерные САУ

8

Системы управления с цифровыми контрол-лерами

8

8

15

3




20

Расчетное задание

9

Некоторые нелинейные задачи автоматического управления

6

8

15

2




10

Тест: Свойства нелинейных САУ




Зачет

2

7,8

--

--

--

2

Защита расчета




Экзамен

36

7,8

--

--

--

36

устный/письмен.




Итого:

299




99

15

18

167





^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

7 семестр

  1. Введение. Основные понятия управления, термины и определения


Основные понятия управления. Объекты управления, их классификация. Биологические, социальные, экономические и технические системы, как объекты управления. Особенности технических систем управления. Понятие декомпозиции системы и задач управления. Автоматические и автоматизированные системы управления.


2. Дифференциальные уравнения и динамические характеристики линейных систем


Динамические системы и их виды. Линейные и нелинейные системы. Понятие модели системы. Линеаризация. Математические модели физических систем. Математический аппарат исследования линейных непрерывных динамических систем. Временные характеристики. Преобразование Лапласа. Передаточная функция. Преобразование Фурье. Частотные характеристики линейной системы. Дискретные модели непрерывных систем. Разностные уравнения.


3. Структурные схемы систем управления


Структурные схемы систем управления. Элементарные звенья и типовые связи между ними. Типовые линейные алгоритмы регулирования и структурные схемы регуляторов. Представление математических моделей объектов управления с использованием типовых звеньев. Структурные схемы автоматических систем регулирования.


4. Устойчивость , запас устойчивости и робастность систем автоматических управления


Устойчивость линейных динамических систем. Алгебраические и частотные критерии устойчивости. D-разбиение в плоскости вариируемых параметров. Понятие запаса устойчивости системы. Критерии заданного запаса устойчивости системы и основанные на них методы расчета ограничений на значения параметров системы.


5. Расчет систем автоматического управления из условия минимизации выбросов управляемых переменных


Показатели и критерии качества процесса регулирования. Расчет оптимальных параметров настройки в одноконтурных автоматических системах регулирования с типовыми линейными алгоритмами.


6. Расчет систем автоматического управления из условия минимизации

среднеквадратичного отклонения управляемых переменных


Возмущающие воздействия в автоматических системах регулирования. Задачи синтеза оптимальных систем при случайных воздействиях. Математические модели случайных сигналов. Преобразование случайных сигналов линейными динамическими системами. Оптимальные алгоритмы регулирования. Субоптимальные алгоритмы. Понятие робастности системы.

8 семестр

7. Синтез алгоритмов сложных структур систем автоматических управления

Многоконтурные и комбинированные системы регулирования: каскадные, с дополнительным сигналом по производной от промежуточной управляемой переменной, с измерением возмущающих воздействий. Методы оптимального параметрического синтеза сложных АСР.

Многомерные объекты и системы управления. Методы расчета настроек регуляторов в многомерных системах управления. Условия автономности и их реализация.


8. Системы управления с цифровыми контроллерами


Дискретные динамические системы. Импульсные и цифровые системы. Методы математического описания цифровых систем. Цифровая реализация типовых линейных алгоритмов регулирования. Методы расчета АСР с цифровыми регуляторами.


9. Некоторые нелинейные задачи автоматического управления


Нелинейные системы и их особенности. Задачи анализа и синтеза нелинейных систем. Устойчивость нелинейных систем. Устойчивость состояния равновесия и устойчивость движения но A.M. Ляпунову. Критерии устойчивости нелинейных систем. Автоколебания. Методы исследования нелинейных систем: фазовой плоскости, гармонического баланса. Критерий устойчивости В.М. Попова. Статистическая линеаризация. Современные проблемы и направления развития теории управления.


^ 4.2.2. Практические занятия

7 семестр

Практические занятия учебным планом не предусмотрены

8 семестр

Расчет устойчивости систем управления с использованием критериев устойчивости. Представление элементов и систем управления типовыми соединениями элементарных звеньев. Качественный анализ временных и частотных характеристик соединений элементарных звеньев. Передаточные функции многоконтурных и многомерных систем. Характеристики нелинейных безинерционных элементов.


^ 4.3. Лабораторные работы

  1. Семестр


№ 1. Математическое описание простого объекта управления. Уравнения

статического режима, статические характеристики. Линеаризация уравнений статического режима.

№ 2. Математическое описание простого объекта управления. Неравновесные

режимы, дифференциальное уравнение бака. Разностное уравнение и его решение.

Линеаризация уравнений динамики. Динамические характеристики.


№ 3 Пропорциональный и интегральный алгоритмы регулирования. Анализ

динамики АСР с П- регулятором, объект А-звено. Анализ динамики АСР с

И- регулятором, объект А-звено.

№ 4. Пропорционально-интегральный алгоритм регулирования. Параметрический

синтез и анализ динамики АСР с ПИ- регулятором, объект А-звено.

№ 5. Динамические характеристики теплотехнических ОУ. Получение

математической модели ОУ по его переходной характеристике.

№ 6. Параметрический синтез и анализ динамики АСР с ПИ- регулятором, объект

с запаздыванием.

№ 7. Параметрический синтез и анализ динамики АСР с ПИД- регулятором, объект

с запаздыванием.


^ 4.4. Расчетные задания


7 семестр

Параметрический синтез АСР с типовыми линейными алгоритмами регулирования.


8 семестр

Параметрический синтез АСР со сложными структурами (двухконтурные, многомерные).


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат определения, структурные и принципиальные схемы систем управлении, графики, примеры решения задач в среде Mathcad.

При выполнении лабораторных работ в сетевом классе ПЭВМ используется математический пакет Mathcad и электронное учебное пособие “Лабораторный практикум по курсу ТАУ».

При выполнении счетных заданий используется электронное учебное пособие «Расчет и моделирование автоматических систем регулирования в среде Mathcad» и математический пакет Mathcad.


^ Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение расчетных заданий и подготовку к их защите, подготовку к зачету и экзамену.


^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, презентация реферата, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется из условия: 0,2(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за расчетное задание + 0,5оценка на экзамене.)

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами. – М.: Издательство МЭИ, 2007. 400 с.

2. Панько М.А. Расчет и моделирование автоматических систем регулирования в среде Mathcad. – М.: Издательство МЭИ, 2004. 112 с.

\б) дополнительная литература:

1. Лукас В.А. Теория управления техническими системами: Учеб. пособие для вузов. 4-е издание. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 2005. 677 с.

2. Проектирование систем управления/ Г.К. Гудвин, С.Ф. Гребе, М.Э. Сальгадо. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2004. 911 с.


^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Расчетный сервер МЭИ (ТУ), раздел Теория автоматического управления

http://twt.mpei.ac.ru/ochkov/VPU_Book_New/mas

http://mas.exponenta.ru/about/


^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов и компьютерного класса.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника и профилю Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике и теплотехнике


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., профессор Панько М.А.


"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Автоматизированные системы управления тепловыми процессами


д.т.н., профессор Андрюшин А.В.




Скачать 155,59 Kb.
оставить комментарий
Дата29.05.2012
Размер155,59 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