Рабочая программа учебной дисциплины "радиоавтоматика" Цикл
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "перенапряжения и координация изоляции" Цикл, 232.54kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "автоматизация электроэнергетических систем" Цикл, 179.92kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «технологические энергоносители и энергосистемы, 188.29kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «дополнительные главы математики» Цикл, 109.75kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "устройства генерирования и формирование сигналов", 264.35kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «экономическая статистика» Цикл, 212.99kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «автоматизированное проектирование электромеханических, 129.91kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины " организационное поведение" Цикл, 132.79kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «экономика общественного сектора» Цикл, 196.51kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)
___________________________________________________________________________________________________________
Направление специалитета: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы
Специализации подготовки: Радиоэлектронные системы передачи информации
Радионавигационные системы и комплексы
Антенные системы и устройства
Радионавигационные системы и комплексы
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"РАДИОАВТОМАТИКА"
| Цикл: | профессиональный | |
| Часть цикла: | базовая | |
| № дисциплины по учебному плану: | ИРЭ; С.3.1.12 | |
| Часов (всего) по учебному плану: | 108 | |
| Трудоемкость в зачетных единицах: | 3 | 7 семестр |
| Лекции | 36 час | 7 семестр |
| Практические занятия | 18 час | 7 семестр |
| Лабораторные работы | 18 час | 7 семестр |
| Расчетные задания, рефераты | 10 час самостоят. работы | 7 семестр |
| Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 36 час | 7 семестр |
| Экзамены | | 7 семестр |
| Курсовые проекты (работы) | не предусмотрены | |
Москва - 2011
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение принципов построения, функциональных и структурных схем аналоговых и цифровых систем радиоавтоматики; освоение математических методов анализа устойчивости, детерминированных и случайных процессов в линейных и нелинейных системах радиоавтоматики.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
- стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);
- критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-7);
- учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);
- собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);
- изучать и использовать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиотехники (ПК-15).
Задачами дисциплины являются
- познакомить обучающихся с конкретными аналоговыми и цифровыми системами радиоавтоматики;
- дать информацию о методах анализа и синтеза линейных и нелинейных систем радиоавтоматики;
- научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при построении новых систем радиоавтоматики.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов по специализациям «Радиоэлектронные системы передачи информации», «Радионавигационные системы и комплексы», «Антенные системы и устройства», «Радиолокационные системы и комплексы».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Основы теории цепей», «Радиотехнические цепи и сигналы», «Цифровые устройства и микропроцессоры».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «Цифровая обработка сигналов», «Основы теории радиосистем передачи информации», «Основы теории радионавигационных систем и комплексов», «Основы теории радиосистем и комплексов управления».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
- структуры и принципы действия основных систем радиоавтоматики;
- основы теории дискретных и цифровых сигналов и систем;
- основные виды детерминированных и случайных сигналов в радиотехнике и методы их преобразования;
- технологию работы на персональном компьютере в современных операционных средах (ОК-12).
Уметь:
- применять алгоритмы цифровой обработки сигналов;
- выполнять математическое моделирование объектов и процессов по типовым методикам, в том числе с использованием стандартных пакетов прикладных программ (ПК-14);
- собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии ( ПК-6).
Владеть:
- методами расчета основных параметров устройств и систем радиоавтоматики в типовых режимах;
- методами расчета типовых аналоговых и цифровых устройств;
- типовыми программными средствами для автоматизации проектирования и моделирования радиоэлектронных цепей, устройств и систем .
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. | 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 | Принципы построения систем радиоавтоматики, Системы фазовой автоподстройки. | 16 | 7 | 6 | 4 | 4 | 2 | Тест на знание терминологии. Защиты лабораторных работ. |
| 2 | Дискриминаторы следящих систем. Операторные коэффициенты систем. | 15 | 7 | 6 | 2 | 5 | 2 | Защиты лабораторных работ |
| 3 | Анализ линейных систем радиоавтоматики. | 18 | 7 | 6 | 6 | 4 | 2 | Домашние задания. Контрольная работа. |
| 4 | Анализ нелинейных систем. Синтез линейных фильтров. | 10 | 7 | 6 | 2 | | 2 | Домашние задания. |
| 5 | Цифровые системы радиоавтоматики | 10 | 7 | 6 | 2 | | 2 | Домашние задания |
| 6 | Анализ линеаризованных и нелинейных цифровых систем. | 15 | 7 | 6 | 2 | 5 | 2 | Домашние задания |
| | Расчетное задание | 10 | 7 | | | | 10 | |
| | Зачет | 2 | 7 | -- | -- | -- | 2 | Защита расчетного задания |
| | Экзамен | 12 | 7 | -- | -- | -- | 12 | устный |
| | Итого: | 108 | | 36 | 18 | 18 | 36 | |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции
1. Принципы построения систем радиоавтоматики. Системы фазовой автоподстройки.
Принципы построения и классификация систем радиоавтоматики. Системы радиоавтоматики как важный вид систем автоматического управления. Роль систем радиоавтоматики в радиотехнических устройствах и системах. Радиотехнические следящие системы.
Системы фазовой автоподстройки (ФАП). Принцип работы. Варианты систем ФАП разного назначения. Функциональные и структурные схемы систем ФАП. Элементы систем ФАП: фазовый дискриминатор, подстраиваемый генератор и их характеристики.
2. Дискриминаторы следящих систем. Операторные коэффициенты передачи систем.
Обобщенная радиотехническая следящая система. Функциональная и структурная схемы. Дискриминаторы радиотехнических следящих систем и их статистические эквиваленты. Дифференциальные уравнения, описывающие поведение непрерывных нелинейных и линейных систем радиоавтоматики (РА). Определение операторных коэффициентов передачи. Правила структурных преобразований.
3. Анализ линейных систем радиоавтоматики.
Анализ устойчивости линейных систем РА. Понятие устойчивости. Анализ устойчивости алгебраическим и частотным методами. Сравнение методов. Оценка запаса устойчивости.
Анализ детерминированных процессов в линейных системах РА в переходном и установившемся режимах при нулевых и ненулевых начальных условиях. Методы анализа. Показатели качества переходного процесс. Понятие астатизма следящей системы.
Анализ случайных процессов в линейных стационарных системах РА. Определение характеристик случайных процессов в установившемся режиме. Определение дисперсии процессов в установившемся и переходном режимах. Определение эквивалентной шумовой полосы пропускания системы.
Анализ точности работы линейной системы РА с учетом динамических и флуктуационных ошибок. Оптимизация параметров системы.
4.Анализ нелинейных систем. Синтез линейных фильтров.
Анализ нелинейных систем РА. Нелинейные режимы работы следящей системы. Режимы захвата и срыва сопровождения. Методы анализа. Метод статистической линеаризации.
Синтез оптимальных линейных фильтров систем РА. Постановка задачи. Методы синтеза. Синтез фильтров методом пространства состояний. Уравнения оптимального фильтра. Примеры синтеза фильтров.
5. Цифровые системы радиоавтоматики.
Аналого-цифровые системы РА. Функциональная схема. Математическое описание АЦП и ЦАП. Цифровые фильтры. Дискретные фильтры и их математическое описание. Структурная схема аналого-цифровой следящей системы. Полностью цифровая система ФАП. Цифровые дискриминаторы, цифровые генераторы опорного сигнала.
Дискретные системы РА. Сведение аналого-цифровой и полностью цифровой системы к линейной дискретной системе РА. Сведение к дискретной системе непрерывной системы РА с прерывистым входным сигналом.
6. Анализ линеаризованных и нелинейных цифровых систем.
Математическое описание дискретных систем РА. Определение передаточных функций, комплексных коэффициентов передачи, разностных уравнений.
Анализ дискретных систем РА. Методы анализа. Анализ устойчивости. Анализ детерминированных процессов. Анализ случайных процессов.
Анализ нелинейных цифровых систем РА.
4.2.2. Практические занятия
7 семестр
Построение, принцип работы и математическое описание системы ФАП с опорным генератором.
Система углового сопровождения.
Определение операторных коэффициентов передачи от воздействия к изучаемому процессу в системе РА. Определение условий устойчивости системы алгебраическим методом.
Построение годографов и оценка с их использованием устойчивости системы.
Определение детерминированных процессов в системе РА с типовыми фильтрами нижних частот.
Определение дисперсии процессов и полосы пропускания следящей системы. Оптимизация параметров системы по критерию минимума среднего квадрата ошибки слежения
Нахождение передаточных функций и разностных уравнений дискретной системы. Определение условий устойчивости.
Определение детерминированных процессов в дискретной системе РА.
Нахождение дисперсии случайных процессов в дискретной системе РА.
4.3. Лабораторные работы
7 семестр
№ 1. Система временного сопровождения.
№ 2. Система частотной автоподстройки.
№ 3. Изучение непрерывной системы РА путем ее моделирования на ПЭВМ.
№ 4. Изучение дискретной системы РА путем моделирования ее на ПЭВМ.
4.4. Расчетные задания
Задание 1. Анализ непрерывной системы РА (системы ФАП, ЧАП, временного или углового сопровождения).
Задание 2. Расчет устойчивости и точности работы дискретной системы РА.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.
Практические занятия проводятся в форме решения конкретных задач по разделам курса.
Лабораторные занятия проводятся в традиционной форме.
Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным занятиям, тестам и контрольным работам, выполнение домашних заданий и расчетных заданий, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, домашние задания, защиты лабораторных работ и расчетных заданий.
Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен. Если одна из контрольных работ пропущена или оценена неудовлетворительно, то она выполняется по индивидуальному заданию после окончания чтения лекций.
Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3х(среднеарифметическая оценка за контрольные, тесты, домашние задания, защиты лабораторных работ) + 0,3хоценка за расчетное задание + 0,4хоценка на экзамене.
В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
- Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика, Учебник для вузов. - М.: Изд-во Радиотехника, 2003.
- Первачев С.В. Радиоавтоматика. Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1982.
б) дополнительная литература:
1. Первачев С.В., Чиликин В.М. Цифровые системы радиоавтоматики. Учебное пособие. – М.: Изд-во МЭИ, 1999. 48 с.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
. При проведении лабораторных работ используются модели непрерывных и дискретных систем радиоавтоматики, разработанные на кафедре с использованием среды QuickBasic 4.5 (автор Г. В. Обрезков).
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Используется учебная лаборатория, компьютерный класс, стенды с лабораторными работами № 1, № 2.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по специальности 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы.
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.т.н., доцент Чиликин В.М.
Зав. кафедрой Радиотехнических систем
д.т.н., профессор Перов А.И.
Директор ИРЭ
к.т.н., профессор Замолодчиков В.Н.