Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины)
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины), 100.38kb.
- Программа наименование дисциплины Теория автоматического управления Рекомендуется для, 218.73kb.
- Рабочая программа дисциплины Теория автоматического управления (Наименование дисциплины), 169.28kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл, 208.81kb.
- Рабочая программа по дисциплине Теория автоматического управления Согласовано Утверждаю, 312.96kb.
- Программа дисциплины "Теория автоматического управления" Направление, 86.24kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл, 168.41kb.
- Примерная программа дисциплины теория автоматического управления Рекомендуется Минобразованием, 169.51kb.
- Рабочая программа дисциплины «Теория автоматического управления» для студентов специальности, 126.16kb.
- Теория автоматического управления Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет, 25.58kb.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ
(ТТИ Южного федерального университета)
Факультет автоматики и вычислительной техники
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФАВТ___________Ю.М. Вишняков
"_____"__________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Теория автоматического управления
(Наименование дисциплины)
Направление подготовки
220400.62 «Управление в технических системах»
Профиль подготовки
Управление и информатика в технических системах
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
(очная, очно-заочная и др.)
г. Таганрог
2011
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Теория автоматического управления» являются обучение студентов основам теории автоматического управления, необходимым при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации систем и средств автоматизации и управления. Освоение основных принципов построения систем управления, форм представления и преобразования моделей систем, методов анализа и синтеза.
Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома инженера или магистра в области автоматизации и управления, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.
В результате усвоения материала дисциплины обучающийся должен:
Знать: основные положения теории управления, принципы и методы построения, преобразования моделей СУ, методы расчёта СУ по линейным и нелинейным непрерывным и дискретным моделям при детерминированных и случайных воздействиях как вручную, так и на ЭВМ.
Уметь: применять принципы и методы построения моделей, методы анализа и синтеза, современные информационные и компьютерные технологии при создании и исследовании систем и средств автоматического управления.
Владеть: принципами и методами анализа и синтеза систем и средств автоматизации и управления. Прикладными программами и пакетами, ориентированными на исследование систем автоматического управления
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата.
Дисциплина «Теория автоматического управления» (ТАУ) относится к циклу профессиональной подготовки ОПП.
Для освоения материала дисциплины ТАУ необходимы знания понятий и владение методами предшествующих дисциплин таких как: «Математика», «Алгебра и геометрия», «Математический анализ», «Математические основы теории систем», «Физика», «Химия», «Теоретическая механика», «Электротехника и электроника», «Информатика», «Прикладное программирование в технических системах».
Необходимо также умение читать и переводить технические тексты по автоматическому управлению на иностранном (желательно, на английском) языке.
Знание понятий и умение применять методы теории автоматического управления необходимы для освоения таких дисциплин как: «Технические средства автоматизации и управления», «Программные контроллеры», «Основы проектирования систем управления», «Электромеханические и мехатронные системы», «Основы идентификации технических объектов управления», «Локальные системы управления», «Интеллектуальные технологии в управлении», «Цифровые устройства систем управления», «Интегрированные системы проектирования и управления», «Автоматизированные информационно-управляющие системы», «Промышленные регуляторы в системах управления».
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Теория автоматического управления».
В результате освоения дисциплины ТАУ обучающийся должен обладать следующими компетенциями:
ОК–10: -способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;
ПК-5: способностью владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных;
ПК-9: способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления;
ПК-12: способностью разрабатывать проектную документацию в соответствии с имеющимися стандартами и техническими условиями;
ПК-20: способностью проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления;
4. Структура и содержание дисциплины «Теория автоматического управления».
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц 360 часов.
| Вид учебной работы | Всего часов |
| Общая трудоемкость дисциплины | 360/10 ЗЕТ |
| Аудиторные занятия | 138 |
| - лекции | 70 |
| - практические занятия | 34 |
| - лабораторные работы | 34 |
| - другие виды аудиторных занятий | - |
| Самостоятельная работа | 156 |
| Курсовая работа | 36 из СРС |
| Контроль самостоятельной работы | 34 |
| Аттестация | Зачет (5 семестр) Экзамен (6 семестр) |
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||||
| лек | лаб | пр | СРС | КСР | |||||
| 1 | Объекты и системы управления (ОУ, САУ). Принципы и типовые законы управления. | 5 | 1, 2 | 4 | - | 2 | 6 | 2 | Стартовый рейтинг |
| 2 | Модели непрерывных линейных САУ. Взаимосвязь форм моделей. | 5 | 3, 4 | 4 | 6 | 2 | 6 | 2 | Устный опрос |
| 3 | Управляемость, наблюдаемость, полнота. Критерии. | 5 | 5, 6 | 4 | - | 2 | 6 | 2 | Проверка домашней работы, собеседование |
| 4 | Задачи анализа и синтеза. Устойчивость САУ. Критерии устойчивости. | 5 | 7, 8 | 4 | 4 | 2 | 6 | 2 | Проверка выполнения индивидуальной домашней работы, собеседование |
| 5 | Анализ качества переходных процессов САУ. Инвариантность СУ. | 5 | 9,10 | 4 | - | 2 | 6 | 2 | Промежуточный тест / письменная контрольная работа |
| 6 | Точность, астатизм САУ. Чувствительность. Робастность. | 5 | 11, 12 | 4 | 4 | 2 | 6 | 2 | Проверка выполнения индивидуальной домашней работы, собеседование |
| 7 | Задача синтеза САУ. Модальное управление. Наблюдатель состояний. | 5 | 13, 14 | 4 | - | 2 | 6 | 2 | Проверка выполнения индивидуальной домашней работы, собеседование |
| 8 | Методы АКОР и Винера. | 5 | 15, 16 | 4 | 4 | 2 | 6 | 2 | Контроль выполнения лабораторных и практических работ |
| 9 | Синтез САУ по заданным показателям качества. | 5 | 17, 18 | 4 | - | 2 | 12 | 2 | Зачет |
| ИТОГО | 36 | 18 | 18 | 60 | 18 | | |||
| № п/п | Раздел Дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | ||||
| лек | лаб | пр | СРС | КСР | |||||
| 1 | Импульсные и цифровые СУ. Модели в переменных состояния и «вход-выход» | 6 | 1, 2 | 4 | - | 2 | 3 | - | Стартовый рейтинг |
| 2 | Устойчивость и критерии устойчивости. Астатизм. | 6 | 3, 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 2 | Устный опрос |
| 3 | Синтез ДС: операторный метод; Цифровые УУ. | 6 | 5, 6 | 4 | - | 2 | 8 | 2 | Контроль выполнения курсовой работы, собеседование |
| 4 | Нелинейные модели СУ. Типовые нелинейности. | 6 | 7, 8 | 4 | 4 | 2 | 8 | 2 | Контроль выполнения курсовой работы, собеседование |
| 5 | Метод фазовой плоскости. Особые точки НС. | 6 | 9,10 | 4 | - | 2 | 8 | 2 | Промежуточный тест / письменная контрольная работа |
| 6 | Фазовые портреты. Абсолютная устойчивость. | 6 | 11, 12 | 4 | 4 | 2 | 5 | 2 | Контроль выполнения курсовой работы, собеседование |
| 7 | Гармоническая линеаризация. | 6 | 13, 14 | 4 | - | 2 | 5 | 2 | Контроль выполнения курсовой работы, собеседование |
| 8 | Первый и второй (прямой) методы Ляпунова. | 6 | 15, 16 | 4 | 4 | 2 | 5 | 2 | Контроль выполнения лабораторных и практических работ |
| 9 | Особенности синтеза. Синтез прямым методом Ляпунова. | 6 | 17, 18 | 2 | - | - | 5 | 2 | Экзамен |
| ИТОГО | 34 | 16 | 16 | 60 | 16 | 32 | |||
5. Образовательные технологии
Стандартная, которая включает информационные и проблемно-ориентированные лекции, практические занятия, лабораторные работы, домашние задания и контрольные занятия, рейтинговые занятия. Лабораторные работы и практические занятия проводятся в интерактивном режиме. Курсовое проектирование проводится с применением современных информационных, компьютерных технологий. При этом используются как языки программирования высокого уровня, так и прикладные.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Задания для проведения стартового занятия; индивидуальные задания на темы: «Исследование системы управления»; «Модели и характеристики типовых динамических звеньев»; «Характеристики соединений нелинейных звеньев»; курсовая работа на тему «Динамический расчет следящей системы» Содержание курсовой работы освещено в учебном пособии «Гайдук А.Р., Пьявченко Т.А. Учебное пособие по выполнению курсовой работы «Динамический расчет следящих систем» по теории автоматического управления. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. 66 с.
Задачи для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации, а также для самостоятельной работы по всем разделам дисциплины помещены в учебное пособие «Сборник задач с решениями на ЭВМ по теории автоматического управления», изданное издательством ТТИ ЮФУ в 2007 году
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Теория автоматического управления
а) основная литература:
1. Гайдук А.Р. Теория автоматического управления. Учебник. М.: Высшая школа, 2010.
2. Теория автоматического управления. Учебник. Под ред. Воронова А.А. Ч. 2. М.: Высшая школа, 1987.
3. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник. Т. 3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2004.
3. Бесекерский В.А. и Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. Учебник. М.: Высшая школа, 1987.
4. Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Яковлев В.Б. Теория управления. Учебник. СПб, 1999
б) дополнительная литература:
1. Справочник по теории автоматического управления. Под ред. Красовского А.А. М.: Наука, 1987.
2. Гайдук А.Р. Непрерывные и дискретные динамические системы. Учебное пособие. М.: УМ и ИЦ « Учебная литература», 2004.
3. Гайдук А.Р. Системы автоматического управления. Примеры, анализ и синтез. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006.
4. Приборостроение и средства автоматизации. Энциклопедический справочник. Ежемесячный журнал.
5. Современные технологии автоматизации. Ежеквартальный журнал.
6. Гайдук А.Р., Пьявченко Т.А. Учебное пособие по выполнению курсовой работы «Динамический расчет следящих систем» по теории автоматического управления. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. 66 с.
7. Гайдук А.Р., Пьявченко Т.А. Практикум по теории автоматического управления. Часть I. Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. 87 с.
7. Гайдук А.Р. Практикум по теории автоматического управления. Часть II. Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. 66 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурс: Пакет программ MATLAB; Программа расчета оптимальных по СКО систем управления Optim-CI; доступ к глобальной сети Internet
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Теория автоматического управления
Компьютерный класс; лаборатория систем автоматического управления с доступом к глобальной сети Internet.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 220400.62 «Управление в технических системах» по профилю «Управление и информатика в технических системах».
Автор ____________Гайдук А.Р._____
Зав. кафедрой ____________В.И. Финаев____
Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.