Программа учебной дисциплинЫ «математические модели и расчет систем управления технологических комплексов» Направление подготовки icon

Программа учебной дисциплинЫ «математические модели и расчет систем управления технологических комплексов» Направление подготовки


Смотрите также:
Программа учебной дисциплинЫ «математические модели и расчет систем управления технологических...
Курсовой проект по дисциплине Математические модели и расчёт систем управления технологическими...
Программа учебной дисциплины «математические модели и расчет электротехнических систем»...
Программа учебной дисциплины «математические модели и расчет электротехнических систем»...
Курсовой проект по дисциплине : Математические модели и расчет систем управления...
Курсовой проект по дисциплине : Математические модели и расчет систем управления...
Рабочая программа дисциплины «Математические модели технологических процессов» для специальности...
Рабочая программа учебной дисциплины «Математические модели физики» Направление подготовки...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление...
Программа наименование дисциплины Математические модели в теории...
Рабочая программа дисциплины п...
Рабочая программа дисциплины математические основы теории систем направление ооп: Автоматизация...



Загрузка...
скачать


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано

Утверждаю


___________________

Руководитель ООП

по направлению 140400

зав. кафедрой ЭЭЭ

проф. А.Е. Козярук


_______________________

Зав. кафедрой ЭЭЭ

проф. А.Е. Козярук



ПРОГРАММА учебной дисциплинЫ


«математические модели и расчет систем управления технологических комплексов»


^ Направление подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника»


Профиль подготовки: Электропривод и автоматика


Квалификация (степень) выпускника: бакалавр


^ Форма обучения: очная


Составитель: доцент каф. ЭЭЭ О.М. Большунова


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1. Цели и задачи дисциплины: Целью дисциплины является изучение основ теории и практики создания математических моделей, овладение методами их апробации и практического применения. Математическое моделирование - универсальный метод изучения поведения технических объектов, поэтому данная дисциплина является необходимым элементом подготовки студентов бакалавриата.

Задачами дисциплины являются:

 ознакомление с особенностями математического моделирования и основными этапами создания математических моделей, методами оценки адекватности и границ применимости;

 ознакомление с современными технологиями математического моделирования и управления техническими объектами;

 овладение методами математического описания режимов различных производственных объектов, а также применение полученных математических моделей для решения практических задач.


^ 2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Электропривод и автоматика" направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники», «Метрология», «Теория автоматического управления».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Управление техническими системами», «Проектирование систем автоматики», «Эксплуатация систем автоматики» и «Энергосбережение и энергоэффективность средствами управления технических объектов», а также программы магистерской подготовки.


^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины:

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

Знать:

  • виды моделей, которые применяются в исследованиях и разработках электротехнических объектов (ОК-1, ОК-3, ОК-6, ПК-3);

  • основы теории подобия для упрощения математического описания и анализа объекта (ПК-2);

  • основы теории вероятности и математической статистики для оценки параметров объекта, характеристик его надежности и построения регрессионных моделей объектов. (ПК-6).

Уметь:

  • применять методы анализа размерности для преобразования модели к безразмерному виду (ОК-6, ПК-3);

  • понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41);

  • применять статистические методы обработки результатов эксперимента для оценки параметров объектов (ПК-2, ПК-44);

  • обосновывать принятие конкретного технического решения при создании электроэнергетического и электротехнического оборудования (ОК-7, ПК-14);

Владеть:

  • навыками анализа своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);

  • навыками применения методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

  • навыками обработки результатов экспериментов (ПК-44);

^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

VII

VIII







^ Аудиторные занятия (всего)
















В том числе:

-

-

-

-

-

Лекции

34

34










Практические занятия (ПЗ)

17

17










Семинары (С)
















Лабораторные работы (ЛР)

17

17










^ Самостоятельная работа (всего)

148

76

72







В том числе:

-

-

-







Курсовой проект (работа)







72







Расчетно-графические работы




36










Реферат
















^ Другие виды самостоятельной работы




40




























Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)

зачет

+










Общая трудоемкость 216 час: 6 зач. ед.

216

144

72























^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1.

^ Математическое моделирование. Основные понятия и определения

Основные определения. Классификация методов моделирования. Классификация моделей. Этапы моделирования. Выбор класса модели. Выбор языка описания модели. Оценка адекватности модели.

2.

^ Идентификация моделей

Основы теории инженерного эксперимента. Активный и пассивный эксперимент. Применение ступенчатых и импульсных передаточных функций для идентификации передаточных функций и оценок качества переходного процесса. Основы статистической динамики и спектрального анализа. Модели статических режимов. Статистическая обработка результатов экспериментов. Линейная и нелинейная регрессии. Метод наименьших квадратов.

3.

^ Модели теории графов и конечные автоматы

Определения. Описания графов с помощью матриц. Матрицы смежности и инцидентности. Потоковые графы. Определения и основные понятия теории конечных автоматов. Автоматы Мили и Мура. Способы задания автоматов.

4.

^ Модели теории надежности

Случайные события. Типовые распределения. Критерии надежности. Расчет структурной надежности системы. Модели резервирования. Типовая методика расчета надежности устройств автоматики. Идентификация показателей надежности по данным, полученным в результате эксплуатации.

5.

^ Математическое моделирование объектов нефтегазового производства

Примеры математического моделирования и расчета систем управления технологических объектов предприятия нефтегазового комплекса.

6.

^ Современные подходы к моделированию и управлению техническими объектами

Системы искусственного интеллекта. Нейронные сети и их применение при моделировании и построении систем управления техническими объектами. Нечеткие системы управления. Генетические алгоритмы. Имитационное моделирование.


^ 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

1.

Проектирование систем автоматики




+

+

+

+

+

2.

Эксплуатация систем автоматики




+

+

+

+

+

3.

Энергосбережение и энергоэффективность средствами управления технических объектов




+

+

+

+

+

4.

Управление техническими системами




+

+

+

+

+


^ 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1.

Математическое моделирование. Основные понятия и определения

4

2

-

-

-

6

2.

Идентификация моделей

8

4

6

-

24

42

3.

Модели теории графов и конечные автоматы

6

5

2

-

14

27

4.

Модели теории надежности

6

2

3

-

15

26

5.

Математическое моделирование объектов нефтегазового производства

4

2

2

-

14

22

6.

Современные подходы к моделированию и управлению техническими объектами

6

2

2

-

7

17



^ 6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1.

Математическое моделирование. Основные понятия и определения

-

-

2.

Идентификация моделей

Идентификация статических характеристик объектов управления методом наименьших квадратов

Идентификация объекта управления частотным методом

Получение корреляционных функций при воздействии на объект случайных сигналов

6

3.

Модели теории графов и конечные автоматы

Построение модели конечного автомата с использованием среды Stateflow Simulink MatLab

2

4.

Модели теории надежности

Определение закона распределения отказов при полных выборках

Расчет вероятности безотказной работы управляющего устройства

3

5.

Математическое моделирование объектов нефтегазового производства

Имитационное моделирование управляющего автомата объекта нефтегазового производства в среде Stateflow Simulink MatLab

2

6.

Современные подходы к моделированию и управлению техническими объектами

Построение нейронной сети в среде Simulink MatLab

2



^ 7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1.

Математическое моделирование. Основные понятия и определения

Методы построения моделей

2

2.

Идентификация моделей

Использование интерполяции, метода средних и метода наименьших квадратов для идентификации статической характеристики объекта

4

3.

Модели теории графов и конечные автоматы

Построение ориентированного графа системы автоматического управления

Использование формулы Мэйсона для получения передаточной функции системы

5

4.

Модели теории надежности

Расчет вероятности безотказной работы по структурной схеме надежности

2

5.

Математическое моделирование объектов нефтегазового производства

Построение графа управляющего автомата объекта нефтегазового производства

2

6.

Современные подходы к моделированию и управлению техническими объектами

Построение генетического алгоритма решения уравнения

2


^ 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)

Математическое моделирование и расчет системы управления объектом нефтегазового производства (по вариантам)


^ 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Карташов Б. А. Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования. Издательство: Колос, 2006, 184 с.

2. Мышкис А.Д. Элементы теории математических моделей. Издательство: Либроком, 2011, 192 с.

3. Советов Б.Я. Моделирование систем. / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. Издательство: Высшая школа, 2009, 343 с.

4. Трусов П.В. Введение в математическое моделирование. Издательство: Логос, 2007, 440 с.

б) дополнительная литература

1. Лебедева Г.И. Прикладная математика. Математические модели в транспортных системах / Г. И. Лебедева, Н. А. Микулик. Издательство: Асар, 2009, 512 с.

2. Максимей И.В. Имитационное моделирование сложных систем. Часть 1. Математические основы. Учебное пособие. Издательство: БГУ Минск, 2009, 263 с.

в) программное обеспечение: специализированные пакеты прикладных программ: MatLab 7, Simulink 6

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

  • Библиотека стандартов ГОСТ Р [сайт] URL http://www.gost.ru

  • Библиотека изобретений, патентов, товарных знаков РФ[сайт] URL: http://www. fips.ru

  • Полнотекстовые базы данных, библиотека СПГГИ , URL:http://kodeks.spmi.edu.ru:3000

  • Информационно-справочный сайт http://www.exponenta.ru

^ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: компьютерный класс на 14 рабочих мест с выходом в интернет, библиотека ГОСТов и технической литературы.

^ 11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Самостоятельные расчетно-графические работы по основным разделам курса, участие студентов в научных семинарах по тематике основных разделов курса, разработка трехмерных моделей проектируемых устройств с использованием современного программного обеспечения.

Разработчики:

^ СПГГИ (ТУ)




Доц. каф. ЭиЭМ




Большунова О.М.

(место работы)





(занимаемая должность)





(инициалы, фамилия)


СПГГИ (ТУ)




Заведующий каф. ЭиЭМ




Козярук А.Е.

(место работы)





(занимаемая должность)





(инициалы, фамилия)







Скачать 158,21 Kb.
оставить комментарий
О.М. Большунова
Дата26.09.2012
Размер158,21 Kb.
ТипПрограмма, 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

наверх