Рабочая программа учебной дисциплины “ численные методы оптимизации систем управления цикл icon

Рабочая программа учебной дисциплины “ численные методы оптимизации систем управления цикл


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины "численные методы" Цикл...
Программа дисциплины численные методы и математическое моделирование Цикл ен. Ф...
Рабочая программа учебной дисциплины численные методы Направление подготовки 210400 Радиотехника...
Рабочая программа учебной дисциплины «численные методы моделирования процессов и аппаратов...
Рабочая программа учебной дисциплины численные методы Наименование магистерской программы...
Рабочая программа учебной дисциплины "электромагнитная совместимость систем управления" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "численные методы моделирования" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "математические методы и моделирование в мененджменте" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "математическое моделирование" Цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины “ информационное обеспечение систем управления цикл...
Рабочая программа учебной дисциплины "численные методы моделирования процессов и аппаратов пт"...
Рабочая программа учебной дисциплины "системы автоматизации и управления" Цикл...



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

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ”



Цикл:

профессиональный




^ Часть цикла:

вариативная




дисциплины по учебному плану:

Б.3. 21.3




^ Часов (всего) по учебному плану:

144




Трудоемкость в зачетных единицах:

4


7 семестр – 4



Лекции

18 час

7 семестр

Практические занятия

36 час

7 семестр

Лабораторные работы







^ Расчетные задания, рефераты

30 час самостоят. аботы

7 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 час




Экзамены







Курсовые проекты (работы)









Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение общих принципов, алгоритмов и методики разработки компьютерных программ для решения задач идентификации и оптимального параметрического синтеза систем управления технологическими процессами с использованием численных методов.

^ По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

 разрабатывать в среде MathCAD имитационные модели статики и динамики элементов и систем управления;

 разрабатывать структурные схемы поисковых алгоритмов и MathCAD-программы для решения задач многопараметрической оптимизации систем управления численными методами;

 использовать численные методы оптимизации в расчете и исследовании систем управления технологическими процессами в энергетике и промышленности.


^ Задачами дисциплины являются

  • познакомить обучающихся с принципами постановки и решения оптимизационных задач в области управления теплотехническими объектами;

  • дать информацию о современных оптимизационных алгоритмах, их программной реализации на компьютерах и практическому применению в методах анализа и оптимального параметрического синтеза систем управления;

  • научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при выборе алгоритмов работы автоматических регуляторов, критериев качества управления в анализируемой структуре автоматической системы регулирования.


^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к 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" "Теория автоматического управления" и учебно-производственной практике.

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы для выполнении выпускной квалификационной работы бакалавра и изучения дисциплины "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:

  • методы математического описания линейных динамических систем;

  • терминологию математической постановки задач безусловной и условной (при наличии ограничений) оптимизации с использованием поисковых методов;

  • источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по программированию в среде MathCAD и численным методам решения оптимизационных задач (ПК-17).

Уметь:

  • использовать математический пакет MathCAD для решения задач имитационного моделирования и поисковых методов оптимизации;

  • осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

  • анализировать информацию о новых алгоритмах оптимального параметрического синтеза и их программной реализации.

Владеть:

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

  • терминологией в области оптимального параметрического синтеза (ОК- 2);

  • современными интеллектуальными информационными технологиями, в том числе алгоритмы численной оптимизации в своей предметной области (ПК-1).


^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.



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. Основы теории оптимизации, понятие о параметрическом пространстве оптимизации.

16

7

2

4

--

10

Тест на знание терминологии.

2

Целевая функция, ограничения. Поиск минимума и максимума.

16

7

2

4

--

10

Тест: целевые функции.

3

Методы одномерного поиска, сравнение.

17

7

3

4

--

10

Тест: экстремумы.

4

Методы многомерного поиска, сравнение.

31

7

5

6

--

20

Тест: алгоритмы оптимизации.

Расчетное задание.

5

Структура алгоритмов и программы в среде MathCAD для решения оптимизационных задач численными методами


54

7

6

18

--

30

Тест: программирование в программной среде Mathcad.




Зачет

10

7

--

--

--

10

Защита расчета




Экзамен

--

--

--

--

--

--

Не предусмотрен




Итого:

144

--

18

36

--

90

--


^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

7 семестр

  1. Введение. Основы теории оптимизации, понятие о параметрическом пространстве оптимизации

Теоретические и практические основы имитационного моделирования объектов и систем управления. Метод переходных процессов и метод частотных характеристик


2. Поиск минимума и максимума, целевая функция, ограничения

Целевая функция. Ограничения и их виды. Безусловный и условный экстремумы целевой функции. Поиск минимума и максимума целевой функции. Классификация методов поиска экстремума целевой функции.

3. Методы одномерного поиска, сравнение

Унимодальные целевые функции. Метод деления интервала пополам, метод дихотомии, метод золотого сечения, метод Фибоначчи.

4. Методы многомерного поиска, сравнение

Прямые и косвенные методы. Стратегия постепенного приближения к оптимуму. Поиск оптимума без промежуточных точек. Метод покоординатного спуска. Метод исключения областей. Метод случайного поиска. Градиентные методы. Метод Флетчера-Ривса. Метод конфигураций Хука-Дживса. Метод конфигураций Розенброка. Симплекс-метод. Методы косвенной оптимизации. Метод множителей Лагранжа. Эволюционные методы оптимизации. Рекомендации по выбору алгоритмов оптимизации функций многих переменных.

5. Структура алгоритмов и программы в среде MathCAD для решения оптимизационных задач численными методами

Структура алгоритмов и методика разработки программ имитационного моделирования элементов и систем управления. Программы для реализации оптимизационных алгоритмов в среде MathCAD. Компоновка программ моделирования и параметрической оптимизации. Визуализация и анализ результатов расчета. Современные проблемы и направления развития методов численной оптимизации.


^ 4.2.2. Практические занятия (проводятся в классе ПЭВМ)

7 семестр

Методы математического описания линейных динамических систем.

Имитационные модели линейных динамических систем.

Разработка программы имитационного моделирования динамической системы в среде MathCAD.

Методы одномерного поиска и их программная реализация в среде MathCAD.

Методы многомерного поиска и их программная реализация в среде MathCAD.

Разработка программы многомерной параметрической оптимизации в среде MathCAD.


^ 4.3. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.


4.4. Расчетное задание


7 семестр


Разработка программ имитационного моделирования и параметрической оптимизации систем управления в программной среде MathCAD.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы


Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций.

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным и практическим занятиям, подготовку к зачету.

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

Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – зачет.

В приложение к диплому вносится зачет за 7 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.

^ 3. Сабанин В.Р., Смирнов Н.И. Основы синтеза и анализа автоматических систем регулирования в теплоэнергетике. М.: Издательство МЭИ, 2007. 287 с.

б) дополнительная литература:

1. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. – М.: Издательство Мир, 1982. 238 с.2

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:

б) другие:

^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной средствами для представления презентаций лекций.

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 СОСТАВИЛИ:

к.т.н., доцент Смирнов Н.И.

к.т.н., профессор Панько М.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Автоматизированные системы управления тепловыми процессами

д.т.н., профессор Андрюшин А.В.




Скачать 107,52 Kb.
оставить комментарий
Дата23.10.2012
Размер107,52 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

наверх