Образовательный стандарт томского политехнического университета основная образовательная программа подготовки бакалавров по направлению 550200 «Автоматизация и управление»

Вид материала

Образовательный стандарт

Содержание Перечень специальностей и магистерских программ. Примерное содержание специальных дисциплин. Региональные требования Университетские требования СД.02 Передача данных в информационно-измерительных системах (202 часов) Университетские требования СД.03 Системы автоматизации и управления (272 часа) Университетские требования СД.04 Автоматизация проектирования систем и средств управления (112 часов) Университетские требования СД.05.1. Проектирование систем управления (128 часов) СД.05.2 Теория надежности технических систем (128 часов) СД.06 Микропроцессорные устройства систем управления (174 часа) Университетские требования СД.07.1 Автоматизированные системы управления (144 часа) СД.07.2 Робототехника (144 часа) 6. Требования к итоговой государственной аттестации выпускника Требования к выпускной квалификационной работе выпускников Требования к междисциплинарному экзамену по направлению

Подобный материал:

• Образовательный стандарт по направлению 550200 «Автоматизация и управление» (Код оксо, 149.87kb.
• Образовательный стандарт томского политехнического университета основная образовательная, 133.02kb.
• Образовательный стандарт по направлению бакалавриата 550200 [220200]«Автоматизация, 228.57kb.
• Образовательный стандарт томского политехнического университета по направлению подготовки, 802.75kb.
• Рабочая программа учебной дисциплины «Схемотехническое проектирование автономных информационных, 220.77kb.
• Программа для специальности 210100  "Управление и информатика в технических системах", 277.23kb.
• Программа для специальности 210100  "Управление и информатика в технических системах", 191.22kb.
• Основная образовательная программа по направлению подготовки 080400 Управление персоналом, 572.76kb.
• Программа составлена на основе учебного плана тпу по подготовке бакалавров по направлению, 184.92kb.
• Основная образовательная программа по направлению подготовки магистра 220700 «Автоматизация, 173.33kb.

Перечень специальностей и магистерских программ.


5.1. Бакалавр подготовлен для продолжения образования в магистратуре по направлению 550200 по следующим программам:

550201 - Управление в технических системах (кафедра ИКСУ)

550202 - Теория систем управления (кафедра АиКС)

5.2. Бакалавр направления 550200 может получить следующие инженерные специальности:

210100 - Управление и информатика в технических системах

210200 - Автоматизация технологических процессов и производств

210300 - Работы и робототехнические системы


6. Требования к содержанию специальных дисциплин.


6.1. Настоящая образовательная программа предполагает продолжение образования после получения степени бакалавра техники и технологии по направлению 550200 по следующим траекториям:

• обучение в магистратуре по программе «Теория автоматического управления»
  
• получение инженерного образования по специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах»
  

2. Примерное содержание специальных дисциплин.
   

СД.00 Специальные дисциплины (1320часов)

СД.01 Элементы и устройства систем управления (144 часа)

Федеральные требования:

общие сведения об элементах и устройствах; классификация по функциональному назначению; основные характеристики и параметры; условия совместимости элементов; датчики управляемых величин; физические явления, положенные в основу построения датчиков; параметрические, генераторные, неэлектрические измерительные преобразователи; датчики с электрическими выходными сигналами; датчики угловых и линейных перемещений, скоростей, ускорений, вибраций, усилий, давления, толщины, уровня, температуры, химического состава; цифровые датчики; интеллектуальные датчики; исполнительные устройства; электродвигательные исполнительные механизмы; двигатели постоянного тока, двухфазные и трехфазные асинхронные двигатели, синхронные двигатели, шаговые двигатели; статические и динамические характеристики двигателей, способы управления; электромагнитные, магнитострикционные, неэлектрические исполнительные устройства, гидравлические и пневматические исполнительные устройства; электромагнитные силовые элементы, электромагнитные реле, магнитные усилители, электромашинные усилители, генераторы постоянного и переменного тока; оптоэлектронные, тиристорные устройства; унификация и стандартизация элементов и устройств.

Региональные требования:

особенности функционирования и обслуживания элементов автоматики при резких перепадах температуры, в системах и устройствах на нефтепромыслах и нефтегазовых комплексах региона.

Университетские требования:

алгоритмизация расчета элементов; роль томских научных школ в развитии теории и практики разработки элементов автоматики (расчеты магнитных систем; устройства на основе индуктивных параметронов); диагностика элементов и устройств на основе энергетического подхода.

СД.02 Передача данных в информационно-измерительных системах (202 часов)

Федеральные требования:

описание источников информации; физические среды передачи; модели каналов связи; методы модуляции и демодуляции сигналов данных; методы кодирования информации; помехоустойчивое кодирование информации; принципы построения систем с обратной связью; методы синхронизации; протоколы управления передачей; интерфейсы обмена данными; распределенные системы сбора и передачи данных; локальные вычислительные сети; передача данных в системах реального времени; международные стандарты в области передачи данных.

Университетские требования:

основы передачи информации; теория сигналов; теория информации; кодирование информации; системы передачи информации (телеуправление, телеизмерения), аппаратура передачи данных, интерфейсы и их классификация, принцип агрегатного построения систем; основы передачи информации по сетям; обобщенные физические и информационные характеристики сигналов и каналов связей и методы их согласования; преобразование аналоговых сигналов в дискретные; равнодоступные коды; образование временных каналов связи, методы синхронизации работы систем, структурные схемы телемеханических и телеметрических систем, аппаратура передачи данных.

СД.03 Системы автоматизации и управления (272 часа)

Федеральные требования:

общие сведения о локальных системах автоматики; типовые структурные и функциональные схемы и элементы локальных систем автоматики; промышленные объекты локальных систем управления; методы экспериментальных исследований объектов; технические средства локальных систем автоматики; применение мини и микро- ЭВМ в локальных системах автоматики; агрегатные комплексы технических средств; реализация типовых законов регулирования в промышленных регуляторах; методы и особенности расчета локальных систем автоматики; типовые структуры промышленных локальных систем регулирования; особенности анализа и синтеза следящих систем и систем программного управления; надежность и диагностика локальных систем; наладка и эксплуатация.

Университетские требования:

настройка регуляторов; агрегатные комплексы технических средств; обслуживание промышленных систем регулирования; программные автоматические системы управления; управление электроприводами; системы технической диагностики и защиты.

СД.04 Автоматизация проектирования систем и средств управления (112 часов)

Федеральные требования:

анализ существующих процессов проектирования систем управления; техническое обеспечение САПР; лингвистическое программное и информационное обеспечение САПР; автоматизация построения математических моделей систем управления; моделирование систем с помощью САПР; автоматизация синтеза и анализа систем управления; автоматизация конструкторского и технического проектирования систем управления; основные направления дальнейшего развития САПР систем управления.

Университетские требования:

Единая система технической документации ЕСТД. Проектная документация. Типовые технологические процессы изготовления средств автоматики. Оценка степени автоматизации технологического проектирования элементов и узлов технических систем; использование САПР P-CAD для проектирования печатных плат и пакета AutoCAD для изготовления проектной документации.

СД.05.1. Проектирование систем управления (128 часов)

Университетские требования:

классификация систем управления и содержание работ по их проектированию, выбор и обоснование функций и задач системы управления, специальные методы обеспечения безопасности технологических систем, реализуемые системой управления, разработка технического информационного, алгоритмического и программного обеспечения системы управления, источники помех и способы повышения точности измерительных каналов, методы повышения надежности исполнительных каналов системы управления, разработка энергообеспечения систем управления, перспективы развития систем управления и систем их проектирования; показатели и расчет надежности технических систем; составляющие надежности; показатели безотказности системы; показатели надежности восстанавливаемых систем, потоки отказов, основные законы распределения отказов, виды расчетов надёжности систем; обеспечение заданного уровня надежности технических систем; надежность программного обеспечения; оценка надежности систем по результатам испытаний.

СД.05.2 Теория надежности технических систем (128 часов)

Университетские требования:

показатели и расчет надежности технических систем; составляющие надежности; показатели безотказности системы; показатели надежности восстанавливаемых систем; потоки отказов; основные законы распределения отказов; виды расчетов надежности систем; надежность программного обеспечения; оценка надежности по результатам испытаний; основные вопросы эксплуатационной надежности технических систем; профилактическое обслуживание систем; методы планирования регламентных проверок и профилактических работ; показатели эффективности профилактических работ.

СД.06 Микропроцессорные устройства систем управления (174 часа)

Федеральные требования:

назначение и области применения микропроцессорных устройств; представление информации в микропроцессорных системах; архитектура микропроцессора; организация памяти; система команд, выполнение команд; организация устройств ввода/вывода информации; организация связи в микропроцессорных системах; реализация функций контроля и управления; программное обеспечение микропроцессорных устройств; управляющие программируемые контроллеры; контроль и диагностика микропроцессорных устройств.

Университетские требования:

функции и перспективы развития микропроцессорной техники, микропроцессорные комплекты интегральных микросхем, классификация информации и сигналов ввод, вывод, обработка и хранение аналоговых, дискретных, цифровых, аудио- и видеосигналов; персональные компьютеры и промышленные контроллеры.

СД.07.1 Автоматизированные системы управления (144 часа)

Университетские требования:

классификация АСУ, особенности автоматизированных систем управления технологическими процессами, предприятиями, гибкими производственными процессами, АСУ организационного типа; состав АСУ, виды обеспечения, информационно-вычислительные и управляющие функции АСУ; алгоритмическое обеспечение, алгоритмы первичной обработки информации, алгоритмы контроля, диагностики состояния и прогнозирования; алгоритмы цифрового регулирования, параметрические и структурно оптимизированные регуляторы, алгоритмы цифровой коррекции; программное обеспечение операционных систем реального времени, языки технологического программирования (SCADA, TRACE MODE, VNS, REAL FLEX); техническое обеспечение АСУ, состав, структура, классификация, агрегатные комплексы технических средств, программируемый микропроцессор при контроллере регулирующего и логического типа; примеры построения АСУ, их анализ.

СД.07.2 Робототехника (144 часа)

Университетские требования:

классификация роботов; функциональная система робота; исполнительная система; управляющая система; работы с программным, цикловым, позиционным и контурным управлением; устройства управления роботов; основные характеристики промышленных роботов и принципы их построения; приводы промышленных роботов; робототехнические комплексы и гибкие производственные системы.

ФТД Факультативные дисциплины (136 часов)

ДФ.01 Военная подготовка (456 часов)


6. Требования к итоговой государственной аттестации выпускника

Основным обязательным видом государственной итоговой аттестации выпускников является выпускная квалификационная работа. Другим видом обязательных аттестационных испытаний для проверки выполнения государственных требований к уровню подготовки выпускника является междисциплинарный экзамен.

Программа и порядок проведения государственных аттестационных испытаний принимаются Ученым Советом вуза (на основе примерных программ, разработанных УМО).

Требования к выпускной квалификационной работе выпускников

Федеральные требования

Учебно-методическим объединением по образованию в области автоматики, электроники, микроэлектроники и радиотехники Министерства образования РФ, федеральные требования к выпускной квалификационной работе выпускников по направлению 550200 – «Автоматизация и управление» не определены.

Университетские требования:

Выпускная квалификационная работа должна показать наличие у выпускников:

- умения работать с отечественной и зарубежной литературой, критически анализировать известные решения, формулировать дополнительные требования к методам решения поставленных задач, исходя из современного состояния науки и техники;

- знания по фундаментальным дисциплинам профиля специальности и умения использовать эти знания во взаимосвязи при анализе методологических и технических решений;

- умения применять современный математический аппарат при анализе принципов действий систем автоматизации и управления, оценке их технико-экономических показателей;

- умения рационально и целенаправленно использовать современную вычислительную технику и программные средства;

- соответствующих предпосылок (знаний и навыков) к продолжению высшего профессионального образования.

Требования к междисциплинарному экзамену по направлению

Федеральные требования

Учебно-методическим объединением по образованию в области автоматики, электроники, микроэлектроники и радиотехники Министерства .образования РФ требования к выпускной квалификационной работе выпускников по направлению 550200 – «Автоматизация и управление» не определены.

Университетские требования:

Междисциплинарный экзамен сдается выпускниками по направлению 550200 – «Автоматизация и управление» в Государственной экзаменационной комиссии в конце 8 семестра и включает в себя проверку полученных ими теоретических знаний и практических навыков по следующим дисциплинам:

• теория управления;

• элементы и устройства систем управления;

• проектирование систем управления;

• автоматизированные системы управления.


Форма проведения экзамена – письменная. В билет включаются 3 вопроса из названных выше дисциплин. Перечень вопросов, выносимых на экзамен, приведен в приложении к данной образовательной программе. В целом аттестация выпускников базируется на Временном положении об итоговой аттестации выпускников ТПУ, принятом научно-методическим советом ТПУ 22 апреля 1998 г. . Оформление выпускных квалификационных работ выполняется в соответствии со стандартом предприятия СТП ТПУ 2.5.01-99 «Система образовательных стандартов. Работы выпускные квалификационные, проекты и работы курсовые. Общие требования и правила оформления», введенном в действие приказом ректора №15-од от 19 февраля 1999 г.

6. Требования (условия) к проектированию образовательных программ высшими учебными заведениями.
   

7.1. При разработке образовательно-профессиональной программы вуз имеет право.

7.1.1. Для обеспечения гибкости системы основных образовательных программ высшего профессионального образования устанавливать сле­дующие доли часов, отводимых на дисциплины по выбору студента, на­ционально-регионального и университетского компонента содержания образования в циклах дисциплин: ГСЭ- до 30%, EH - до 30%, ОПД - до 20%, специальных дисциплин - до 30% без превышения максимального недельного объема нагрузки студентов и выполнении требований к со­держанию, указанных в настоящем стандарте.

7.1.2. Устанавливать объем часов по общим гуманитарным и соци­ально-экономическим наукам.

7.1.3. Осуществлять преподавание общих гуманитарных и социально экономических дисциплин в форме авторских лекционных курсов и раз­нообразных видов коллективных и индивидуальных практических заня­тий, заданий и семинаров по программам, (разработанным в самом ву­зе и учитывающим региональную, национально-этническую, профессио­нальную специфику, также и научно-исследовательские предпочтения преподавателей), обеспечивающим квалификационное освещение тематики дисциплин цикла.

7.1.4. Устанавливать необходимую глубину преподавания отдельных разделов общих гуманитарных и социально-экономических, математи­ческих и общих естественнонаучных дисциплин в соответствии с про­филем направления.

7.2. Объем обязательных аудиторных занятий студента не должен пре­вышать в среднем за период теоретического обучения 27 часов в не­делю. При этом в указанный объем не входят занятия по факульта­тивным дисциплинам.

7.3. Факультативные дисциплины предусматриваются учебным планом вуза, но не являются обязательными для изучения студентом.

7.4. Самостоятельная работа студента при подготовке к экзаменам рас­сматривается как вид учебной работы по дисциплине и выполняется в пределах часов, отводимых на ее изучение (из расчета 30 часов на подготовку и сдачу одного экзамена).

7.5. Наименование специализаций: утверждается учебно-методическим объединением, за которым закреплена данная специальность (на­правление), наименование специальных дисциплин и их объем уста­навливаются высшим учебным заведением.


Приложение А


Перечень вопросов, выносимых на итоговый

междисциплинарный экзамен по направлению

550200 «Автоматизация и управление».


1. Теория автоматического управления


1. Понятие передаточной функции. Структурные схемы и правила их преобразования. Основные передаточные функции САУ и уравнения.

2. Переходная и весовая функции, их связь с передаточной функцией, методы вычисления.

3. Частотные характеристики. Методика построения логарифмических частотных характеристик.

4. Понятия устойчивости линейных САУ. Алгебраические критерии устойчивости.

5. Частотные критерии устойчивости.

6. Построение областей устойчивости в плоскости параметров.

7. Прямые методы оценки качества управления.

8. Корневые и интегральные оценки качества управления.

9. Методы оценки точности САУ и методы повышения точности.

10. Элементы теории инвариантности. Комбинированное управление.

11. Задачи и методы синтеза САУ, выбор корректирующих устройств.

12. Нелинейные САУ и методы их исследования. Фазовый метод.

13. Метод гармонической линеаризации. Алгебраические способы определения автоколебаний нелинейных систем.

14. Частотный метод определения автоколебаний нелинейных систем.

15. Критерий абсолютной устойчивости В.П.Попова.

16. Решетчатые функции и разностные уравнения. Основы Z-преобразования.

17. Уравнения и передаточные функции импульсных систем.

18. Устойчивость импульсных систем .

19. Переходные и установившиеся процессы импульсных САУ.

20. Уравнения и характеристики систем с запаздыванием. Устойчивость систем с запаздыванием.


II. Элементы и устройства систем управления.


21. Давление. Способы измерения. Жидкостные средства измерения давления с гидростатическим уравновешиванием.

22. Давление. Способы измерения. Деформационные манометры.

23. Давление. Способы измерения. Деформационные измерительные преобразователи, основанные на методе прямого преобразования.

24. Температура. Давление. Способы измерения. Манометрические термометры.

25. Термопреобразователи.

26. Количества и расходы вещества. Объемные и скоростные счетчики.

27. Расходомеры переменного перепада давления.

28. Способы и средства измерения уровня.

29. Физико-химические измерения. Средства измерения плотности.

30. Физико-химические измерения. Средства измерения вязкости.

31. Анализ многокомпонентной смеси. Хромотографы.

32. Средства и способы измерения линейной скорости.

33. Средства и способы измерения скорости вращения.

34. Средства и способы измерения ускорения.

35. Простейшие нереверсивные магнитные усилители.

36. Магнитные усилители с обратной связью. |Виды обратной связи.

37. Магнитные запоминающие устройства.

38. Процесс преобразования энергии в электрических машинах. Генераторный режим.

39. Процесс преобразования энергии в электрических машинах. Двигательный режим.

40. Машины постоянного тока. Устройство, принцип действия и особенности.


III. автоматизированные системы управления и проектирование

систем управления.


41. Признаки классификации АСУ ТП. Классификация по функциям, выполняемым управляющим вычислительным комплексом.

42. Структура, достоинства и недостатки АСУ ТП с УВК, выполняющим функции центрального управляющего устройства (супервизорное управление).

43. Достоинства и недостатки АСУ ТП с УВК, работающим в режиме непосредственного цифрового управления.

44. Функции АСУ ТП. Состав управляющих функций.

45. Виды обеспечения АСУ ТП. Схема взаимодействия основных компонентов АСУ ТП.

46. Операции первичной обработки информации. Проверка достоверности информации и способы ее повышения.

47. Аналитическая градуировка датчиков. Виды полиномов, используемых при АГД.

48. Задачи контроля. Вычислительные операции, уменьшающие погрешность измерения параметров и показателей.

49. Классификация цифровых фильтров. Разностные уравнения фильтров экспоненциального сглаживания первого порядка и скользящего среднего.

50. Прогнозирование значений параметров и показателей. Алгоритм прогноза, использующий модель авто регрессии.

51. Классификация цифровых регуляторов. Разностное уравнение ПИД-регулятора.

52. Дискретная передаточная функция и разностное уравнение цифрового параметрически-оптимизируемого регулятора n-го порядка.

53. Разностные уравнения модифицированных цифровых регуляторов для систем со ступенчатым характером задающего воздействия.

54. Цифровой регулятор с прямой связью.

55. Цифровой регулятор состояния. Структурная схема систем с регулятором состояния и наблюдателем.

56. Цифровые корректирующие устройства. Разностное уравнение дифференцирующего корректирующего устройства.

57. Подходы к определению такта управления в системах с цифровыми регуляторами.

58. Классификация технических средств АСУ ТП. Агрегатные комплексы технических средств.

59. Особенности программируемых микропроцессорных контроллеров по отношению к микро-ЭВМ. Функциональные возможности программно-технического комплекса “Квинт”.

60. Программное обеспечение АСУ ТП. Функциональные возможности SCADA пакетов TRACE MODE, VNS