Geum.ru

Робоча навчальна програма з дисципліни " Цифрові системи керування та обробки інформації " (за кредитно-модульною системою) Напрям: 0925 "Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології"

Вид материалаДокументы

Содержание


сутність z-перетворення
Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”
2.2. Проектування дидактичного процесу з видів навчальних занять
Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”
2.2.2. Практичні заняття, їх тематика і обсяг
Обсяг навчальних занять
2.2.2. Лабораторні заняття, їх тематика і обсяг
Обсяг навчальних занять
2.2.4.1. Домашнє завдання
3. Навчально-методичні матеріали з дисципліни та інформаційно-методичне забезпечення
3.2. Перелік наочних та інших навчально-методичних посібників, методичних матеріалів до ТЗН
Подобный материал:
1   2   3

сутність z-перетворення;

  • пряме z-перетворення;
  • теореми z-перетворення;
  • зворотне z-перетворення;
  • основи структурного аналізу і поняття передаточної функції дискретних автоматичних систем;
  • методи визначення передаточних функцій ЦАС;
  • методи аналізу перехідних процесів ЦАС;
  • методи визначення параметрів якості у перехідному режимі;
  • помилки ЦАС у сталому режимі;
  • методи визначення алгебраїчних критеріїв стійкості ЦАС;
  • методи білінійного перетворення;
  • частотні критерії стійкості;
  • знати основи використання метода просторового стану ЦАС;
  • основи методів синтезу лінійних ЦАС;

Вміти:
  • складати структурні схеми елементів дискретних автоматичних систем для їх аналізу з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
  • проводити пряме та зворотне z-перетворення з використанням таблиць z-перетворення та інших методів, ділити чисельник на знаменник, використовувати теорему відрахувань, проводити розкладати на прості дроби;
  • проводити дослідження простих ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”;
  • визначати передаточні функції ЦАС і проводити їх аналіз;
  • проводити дослідження перехідних процесів складних ЦАС з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;
  • визначати параметри якості у перехідному режимі;
  • визначати помилки ЦАС у сталому режимі;
  • проводити дослідження якості ЦАС з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;
  • використовувати методи білінійного перетворення;
  • визначати частотні критерії стійкості;
  • проводити дослідження стійкості ЦАС з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;
  • проводити синтез ЦАС з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;

У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №2 „Сучасні методи аналізу нелінійних ЦАС та цифрової обробки інформації” студент повинен:

Знати:
  • основи аналізу нелінійних ЦАС;
  • методи аналізу стійкості і якості нелінійних ЦАС;
  • основи методів синтезу нелінійних ЦАС;
  • призначення процесу цифрової фільтрації;
  • основи використання дискретного перетворення Фур’є;
  • методи розрахунку цифрових фільтрів;

Вміти:
  • проводити дослідження й синтез нелінійних ЦАС з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;
  • проводити дослідження процесу цифрової фільтрації з використанням ПЗ “Matlab, Simulink”;
  • використовувати методи перетворення Фур’є.



1
.6. Міждисциплінарні зв’язки навчальної дисципліни


Рис. 1


2. Зміст навчальної дисципліни

2.1. Тематичний план навчальної дисципліни

№

пор.
Назва теми
Обсяг навчальних занять

(год.)

Усього
Лекції
Практ.

Лаб.

СРС

1
2
3
4
5
6
7

5 семестр

Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”

1.1
Особливості побудови дискретних систем автоматичного керування та їх структурні схеми. Дискретна функція та її властивості.

14
4
2
2
6

1.2
Пряме та зворотне z-перетворення. Структурний аналіз і передаточна функція дискретних автоматичних систем.

14
4
2
2
6

1.3
Аналіз ЦАС у часовій галузі. Частотні характеристики ЦАС.

14
4
2
2
6

1.4
Опис лінійних дискретних автоматичних систем перемінними стану.

14
4
2

2
6

1.5
Синтез ЦАС.

12
4


2
6

1.6
Модульна контрольна робота №1
7



2



5

Усього за модулем №1
75
20
10
10
35

Модуль №2 „Сучасні методи аналізу нелінійних ЦАС та цифрової обробки інформації”

2.1
Математичний опис нелінійних ЦАС. Дослідження стійкості та якості нелінійних ЦАС.
14
4
2
2
6

2.2
Синтез нелінійних ЦАС. Призначення процесу цифрової фільтрації.

14
4
2
2
6

2.3
Швидке перетворення Фур’є. Методи розрахунку цифрових фільтрів.

15
4
3
2
6

2.4
Методи інваріантного та білінійного перетворення.
3
2






1

2.5
Домашнє завдання

8






8

2.6
Модульна контрольна робота №2
6





1
5

Усього за модулем №2
60
14
7
7
32

Усього

135
34
17
17
67

2.2. Проектування дидактичного процесу з видів навчальних занять


2.2.1. Лекційні заняття, їх тематика і обсяг

№

пор.
Назва теми
Обсяг навч. занять (год.)

Лекції
СРС

1
2
3
4

5 семестр

Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”

1.1
Особливості побудови дискретних систем автоматичного керування і їх структурні схеми. Дискретна функція та її властивості. Рівняння імпульсної системи автоматичного керування у кінцевих різницях.
2
1

1.2
Рівняння імпульсної системи автоматичного керування в операторній формі. Теорема Котельникова. Сутність z-перетворення.
2
1

1.3
Пряме та зворотне z-перетворення.

2
1

1.4
Структурний аналіз і передаточна функція дискретних автоматичних систем. Поняття модифікованого z-перетворення.
2
1

1.5
Аналіз у часовій галузі. Помилки ЦАС у сталому режимі. Кореневий годограф ЦАС.
2
1

1.6
Частотні характеристики ЦАС. Годограф Найквіста. Білінійне перетворення. Методи визначення стійкості ЦАС.
2
1

1.7
Опис лінійних дискретних систем перемінними стану. Способи прямого, паралельного та послідовного програмування.
2
1

1.8
Декомпозиція ЦАС. Безпосередня, послідовна та паралельна декомпозиція.
2
1

1.9
Методи синтезу ЦАС з використанням аналогових регуляторів. Синтез ЦАС за допомогою білінійного перетворення і цифрового регулятора.
2
1

1.10
Синтез ЦАС за допомогою кореневих годографів, контурів коренів, цифрового ПІД-регулятора та зворотного зв”язку за станом.
2
1

Усього за модулем №1
20
10

Модуль №2 „Сучасні методи аналізу нелінійних ЦАС та цифрової обробки інформації”

2.1
Математичний опис нелінійних ЦАС. Різностні рівняння нелінійних ЦАС. Визначення передаточних функцій та побудова частотних характеристик нелінійних ЦАС.
2
1

2.2
Дослідження стійкості та оцінка якості нелінійних ЦАС.
2
1

2.3
Частотні методи синтезу нелінійних ЦАС. Синтез нелінійних ЦАС на основі критерію відсутності періодичних режимів.
2
1

2.4
Призначення процесу цифрової фільтрації. Дискретне перетворення Фур’є.
2
1

2.5
Швидке перетворення Фур’є. Методи розрахунку КІХ фільтрів.
2
1

2.6
Методи розрахунку БІХ фільтрів. Фільтри Чебишева.

2
1

2.7
Метод інваріантного перетворення імпульсної характеристики. Фільтри Бесселя. Використання білінійного перетворення.

2
1

Усього за модулем №2
14
7

Усього
34
17


2.2.2. Практичні заняття, їх тематика і обсяг

№ п/п
Назва теми
Обсяг навчальних занять

Практ. заняття
СРС

Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”

1.1
Рішення різностних рівнянь ЦАС .

Вивчення можливостей ПП “Matlab, Simulink” для аналізу ЦАС.
2
2

1.2
Рішення задач:

- пряме, зворотне та модифіковане z-перетворення;

- структурний аналіз ЦАС;

2
2

1.3
Рішення задач щодо:

- визначення характеристик перехідного процесу;

- визначення помилок ЦАС у сталому режимі;

- білінійного перетворення;

- визначення параметрів ЦАС у сталому режимі.
2
2

1.4
Опис лінійних ЦАС перемінними стану за допомогою різних методів програмування та декомпозиції.
2
2

1.5
Модульна контрольна робота
2
5

Усього за модулем №1
10
13

Модуль №2 „Сучасні методи аналізу нелінійних ЦАС та цифрової обробки інформації”

2.1
Складання різностних рівнянь, визначення передаточних функцій, параметрів якості та стійкості нелінійних ЦАС.

Підготовка до лабораторної роботи.
2
2

2.2
Рішення задач по синтезу нелінійних ЦАС та дискретному перетворенню Фур’є.

Підготовка до лабораторної роботи.
2
2

2.3
Рішення задач по швидкому перетворенню Фур”є та розрахунку цифрових фільтрів.

Підготовка до лабораторної роботи.
3
2

Усього за модулем №2
7
6

Усього
17
12


2.2.2. Лабораторні заняття, їх тематика і обсяг

№ п/п
Назва теми
Обсяг навчальних занять

Лабор. заняття
СРС

1
2
3
4

Модуль №1 «Особливості побудови й аналізу імпульсних і цифрових систем автоматичного керування”

1.1
Вивчення можливостей ПП “Matlab, Simulink” для аналізу ЦАС.

Дослідження простих ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

1.2
Дослідження перехідних процесів складних ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

1.3
Дослідження часових й частотних характеристик ЦАС. Дослідження стійкості та я кості ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

1.4
Дослідження ЦАС за допомогою перемінних стану з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

1.5
Синтез ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
4

Усього за модулем №1
10
12

Модуль №2 „Сучасні методи аналізу нелінійних ЦАС та цифрової обробки інформації”

2.1
Дослідження нелінійних ЦАС з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

2.2
Синтез нелінійних ЦАС.

Дослідження ЦАС за допомогою дискретного перетворення Фур’є з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

2.3
Дослідження ЦАС за допомогою швидкого перетворення Фур’є та цифрових фільтрів з використанням ПП “Matlab, Simulink”.
2
2

2.4
Модульна контрольна робота
1
5

Усього за модулем №2
7
11

Усього
17
23


2.2.4. Самостійна робота студента і контрольні заходи


№

тижня
Зміст самостійної роботи студента
Обсяг СРС

(годин)
Форма

контролю
№ тижня

проведення

контролю

1
2
3
4
5

5 семестр

1
Опрацювання матеріалів лекції №1.1 і практичного заняття №1.1
3
ПК
2

2
Опрацювання матеріалів лекції №1.2 та підготовка до лабораторного заняття №1.1
3
ПК
2

3
Опрацювання матеріалів лекції №1.3 і практичного заняття №1.2

3
ПК
4

4
Опрацювання матеріалів лекції № 1.4 та підготовка до лабораторного заняття №1.2
3
ПК
4

5
Опрацювання матеріалів лекції №1.5 і практичного заняття №1.3

3
ПК
6

6
Опрацювання матеріалів лекції №1.6 та підготовка до лабораторного заняття №1.3
3
ПК
6

7
Опрацювання матеріалів лекції №1.7 і практичного заняття №1.4

3
ПК
8

8
Опрацювання матеріалів лекції №1.8 та підготовка до лабораторного заняття №1.4
3
ПК
8

9
Опрацювання матеріалів лекції №1.9

1
ПК
8

9
Підготовка до модульної контрольної роботи №1

5
МК
9

10
Опрацювання матеріалів лекції №1.10 та підготовка до лабораторного заняття №1.5

5

ПК

10

11
Опрацювання матеріалів лекції №2.1 і практичного заняття 2.1.
3
ПК
11

12
Опрацювання матеріалів лекції №2.2 і лабораторного заняття №2.1

3
ПК
12

13
Опрацювання матеріалів лекції №2.3 і практичного заняття 2.2.

3
ПК
13

14
Опрацювання матеріалів лекції №2.4 та підготовка до лабораторного заняття №2.2
3
ПК
14

15
Опрацювання матеріалів лекції №2.5 і практичного заняття 2.3.

2
ПК
15

16
Опрацювання матеріалів лекції №2.6 та підготовка до лабораторного заняття №2.3
3
ПК
16

10-16
Опрацювання та захист домашнього завдання

8
ДЗ
16

17
Опрацювання матеріалів лекції №2.7 і практичного заняття 2.3.

2
ПК
16

17
Підготовка до модульної контрольної роботи №2

5
МК
17

Усього

67







2.2.4.1. Домашнє завдання

Метою домашнього завдання є закріплення теоретичних знань і формування практичних навичок з розрахунку й аналізу стійкості і якості ЦАС, використанню можливостей ПП “Matlab, Simulink” для аналізу ЦАС для проведення аналізу й синтезу ЦАС.

Домашнє завдання включає: побудову і перетворення структурної схеми ЦАС, визначення закону регулювання, оцінку стійкості й основних показників якості системи, корегування показників стійкості і якості ЦАС.

Домашнє завдання обсягом 8 годин виконується у п׳ятому семестрі.


3. Навчально-методичні матеріали з дисципліни
та інформаційно-методичне забезпечення


3.1. Основна література
  1. Куо Б. “Теория и проектирование цифровых систем управления”. Пер.с англ., М., «Машиностроение», 1986.
  2. «Теория автоматического управления». Под ред. Шаталова А.С., М, «Высшая школа», 1977.
  3. Юлиус Т.Ту. «Цифровые и импульсные системы автоиатического управления». Пер. с англ. Под ред. В.В. Солодовникова. М., «Машиностроение», 1964г.
  4. Джури Э. «Импульсные системы автоиатического управления». Пер. с англ. Под ред. Я.В. Цыпкина. М., Гос.издат физмат литературы, 1963г.
  5. Шамриков Б.М.. «Основы теории цифровых систем управления». М., «Машиностроение», 1985г.
  6. Топчеев Ю.И., Цыпляков А.П. «Задачник по теории автоматического управления», М., «Машиностроение», 1977г.
  7. Задачник по теории автоматического управления. Под ред. Шаталова А.С. М., «Энергия», 1979г.

8) Sineglazov V.M. “Theory of automatic control”. Manual. Part 2. Ministry of education and science of Ukraine. National Aviation University. Kyiv. 2003.


3.2. Перелік наочних та інших навчально-методичних посібників, методичних матеріалів до ТЗН

№
пор.
Назва
Шифр тем за тематичним планом
Кіль-кість

1
Електронний конспект лекцій по курсу ЦАС, кафедра КІК, К.: 2006р., рукопис.
1 – 7
1

2
Методичні вказівки до лабораторних робіт по курсу ЦАС, кафедра КІК, К.: 2006р., рукопис.
1 – 7
12

3
Дьяконов В. „Simulink 4”. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. 528с
1 – 7
25

4
Дж. Дэбни, Т. Харман: „Simulink 4: секреты мастерства”. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2003. 403с
1 – 7
25

5
Джефри Тревис. LabVIEW для всех.

М.: ПриборКомплект, 2004. 544
1 - 7
25