Рабочая программа модуля (дисциплины) современнаые проблемы автоматизации и
| скачать УТВЕРЖДАЮ Директор ИК _________М.А.Сонькин"___"________ 2010 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ) СОВРЕМЕННАЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП 550200 – АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА) АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) МАГИСТР БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г. КУРС 5, СЕМЕСТР 9 КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 3. ПРЕРЕКВИЗИТЫ «Математические основы теории систем», «Теория автоматического управления», «Моделирование систем управления», «Автоматизированные информационные управляющие системы». КОРЕКВИЗИТЫ «Идентификация» ^ Лекции 36 часов. АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 36 час. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 36 час. ИТОГО 72 часа. ^ ОЧНАЯ ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ЗАЧЕТ В 9 СЕМЕСТРЕ ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ АиКС ИК ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ Цапко Г. П. РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Замятин С.В. 2010 г. ^ В результате изучения дисциплины "Современные проблемы автоматизации и управления" студенты должны получить представление о современных методах и средствах автоматизации и управления, существующих проблемах и тенденциях их разрешения. Главное внимание уделяется интеллектуальным системам управления, ориентированных на важнейшие области их применения: промышленные объекты и производственные системы, мехатронные устройства и системы, транспортные и иные сложные объекты. Основная цель преподавания дисциплины раскрывается на противоречиях современного уровня развития теории и техники управления – традиционные технологии уже не могут обеспечить требуемого качества управления, так как не учитывают или не в достаточной мере учитывают влияние неопределенностей, воздействующих на систему управления. ^ Дисциплина относится к специальным дисциплинам профессионального цикла. Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и математического цикла (физика, теоретическая механика) и общепрофессионального цикла (теория автоматического управления, цифровая и микропроцессорная техника) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. ^ Успешно изучивший дисциплину "Современные проблемы автоматизации и управления" должны знать: З.1-технологии экспертных систем, которая ориентирована на обработку знаний в виде продукционных конструкций, семантических сетей и других форм с явным видом представления знаний; З.2-технологии ассоциативной памяти, оперирующей знаниями с неявной формой их представления в виде гиперповерхности в пространстве параметров; З.3-технологии нечеткой логики, оперирующей моделями знаний на основе нечетких правил. Уметь: У.1 – применять знания технологии построения экспертных систем. У.2 – применять технологии ассоциативной памяти. У.3 – применять технологии нечеткой логики. Владеть: В.1 – опытом расчета САУ В.2 – опытом анализа робастных систем. В.3 – опытом идентификации объектов. В.4 – опытом применения полученных знаний. ^ Девятый семестр - 36 часов
^ Предмет, цели и задачи курса, его связь с другими дисциплинами. Организация учебного процесса. Рекомендуемая литература. 3.2Интеллектуальные системы управления (6 часов)Современный уровень науки и техники автоматического управления. Рост требований, предъявляемых к системам автоматического управления (САУ). Традиционные подходы, принципы и инструменты проектирования САУ. Источники противоречий между возрастающими требованиями к параметрам и качеству САУ и традиционными технологиями проектирования систем. Разрешение противоречия на основе методологии управления в условиях неполноты информации о САУ. Возможность сокращения сроков и стоимости проектирования систем при построении таких систем. Понятие интеллектуальной системы управления. Функциональная схема интеллектуальной САУ, назначение ее основных элементов. Основные принципы построения интеллектуальных САУ: наличие тесного информационного взаимодействия между системой и внешним миром; открытость системы с целью совершенствования собственного поведения; наличие механизма прогноза изменений внешнего мира и поведения системы; наличие многоуровневой иерархической структуры, учитывающей снижение требований по точности моделей при повышении уровня иерархии; сохранение работоспособности системы при потере управляющих воздействий со стороны верхних уровней иерархии. САУ, обладающие свойством интеллектуальности “в большом ” и “в малом”. ^ Понятие экспертной системы. Привлекательные черты систем этого класса. Применение экспертных систем в различных областях человеческой деятельности. Типовая структура экспертной системы, назначение основных функциональных блоков: модуль приобретенных знаний, базы данных и базы знаний, модуль логического вывода, модуль советов и объяснений и др. Формирование и использование теоретических знаний в экспертных системах. Построение баз знаний в области синтеза и самонастройки регуляторов. Примеры формирования продукционных правил на основе интегрального квадратичного критерия сближения желаемой модели и синтезируемого регулятора. Применение экспертных систем в управлении мехатронными объектами. Возможность применения и функции экспертных систем в реализации стратегического, тактического и исполнительного уровней управления. ^ Понятие робастности. Принципы построения робастных систем. Методы анализа и синтеза робастных систем. Теорема Харитонова. Реберная теорема. Многорежимные системы. Понятие самонастраивающихся систем. Источники неопределенности параметров САУ и окружающей среды. Предсказуемые и непредсказуемые неопределенности. Подходы построения самонастраивающихся систем управления, учитывающие эти виды неопределенностей. Структурная схема САУ электропривода с контуром подстройки параметров регулятора. Методы идентификации систем. ^ Системы управления с нечеткими регуляторами. Функциональная схема системы автоматического управления с нечетким регулятором. Функции фаззификатора и дефаззификатора, модуля базы знаний. Примеры бъектов управления, для которых трудно или даже невозможно получить достаточно точное формализованное математическое описание. Основы теории нечетких множеств. Термины и определения: множество, нечеткое множество, степень и функция принадлежности, носители нечеткого множества. Нечеткая и лингвистическая переменные. Операции над нечеткими множествами. Построение функций принадлежности по экспертным оценкам. Описание объектов с помощью нечетких множеств. Составление таблиц лингвистических правил. Синтез нечетких регуляторов. Итерационный способ настройки регулятора. Критерии близости желаемой и синтезированной систем. ^ Понятие ассоциативной памяти. Возможность использования ее принципов построения и применения в системах автоматического управления. Классификация и способы реализации ассоциативной памяти. Источники неопределенности параметров САУ и окружающей среды. Предсказуемые и непредсказуемые неопределенности. Два подхода в построении интеллектуальных систем управления, учитывающие эти виды неопределенностей. Структура интеллектуальной САУ 1-го типа. Принцип работы такой системы. Назначение рецепторного и эффекторного модулей в интеллектуальных САУ 1-го типа. Роль модуля ассоциативной памяти в таких системах. Структурная схема САУ электропривода с контуром подстройки параметров регулятора на базе ассоциативной памяти. Функциональная схема интеллектуальной САУ 2-го типа. Принцип ее работы. Роль оператора в формировании знаний модуля ассоциативной памяти. ^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Самостоятельная работа студентов направлена на закрепление теоретических сведений, полученных студентами на лекционных занятиях, а также для получения и развития умений и навыков в области создания интеллектуальных систем автоматического управления. С этой целью предусмотрено написание двух рефератов, выполнение индивидуальной работы, ознакомление с новыми техническими решениями путем изучения периодических изданий. Для усиления познавательной деятельности студентов в рамках лекционных занятий предусмотрено проведение двух контрольных работ в течение семестра. ^ Текущий контроль осуществляется в виде двух контрольных работ в течение семестра, проверки сроков и качества подготовки рефератов по заданным темам. Итоговый контроль осуществляется в конце семестра. Учебным планом предусмотрен зачет по дисциплине. Для проверки уровня подготовки студентов составлены вопросы по дисциплине, которые могут быть использованы ими и для самопроверки знаний. Некоторые из них приведены ниже. 1.Предпосылки появления интеллектуальных систем управления. 2.Принципы организации интеллектуальных систем управления. 3.Экспертные системы. 4.Экспертные регуляторы. 5.Робастные регуляторы. 6.Идентификация объектов управления в системах автоматического управления. 7.Анализ и синтез систем с интервальными параметрами. ^ Перечень рекомендуемой литературы Основная 1.Сигеру Омату, Марзуки Халид, Рубия Юсоф. Нейроуправление и его приложения. -М.: ИПРЖР, 2000. – 272 с. 2.Терехов В.А., Ефимов Д.В., Тюкин И.Ю. Нейросетевые системы управления: Учеб. Пособие для вузов. –М.; ИПРЖР, 2002. – 480 с. 3. Поляк Б.Т., Щербаков Б.С. Робастная устойчивость и управление. Дополнительная 3.Интеллектуальные системы автоматического управления/ Под ред. И.М. Макарова, В.М. Лохина. – М.: Физматлит, 2001. – 576 с. 4. Комашинский В.И., Смирнов Д.А. Нейронные сети и их применение в системах управления и связи. –М.: Горячая линия – Телеком, 2002. –74 с. 5. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. –382 с. 6. Пупков К.А., Коньков В.Г. Интеллектуальные системы. –М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 348 с. Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-2010 по направлению и профилю подготовки Разработчик Замятин С.В. Дата разработки:10.01.08; стр. из
|
плохо
1 