Введение в специальность
| Вид материала | Программа |
- Е. В. Арляпова введение в специальность «реклама», 1668.44kb.
- А. К. Мазуров введение в специальность, 3019.75kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины «введение в специальность» для специальности, 107.59kb.
- Анализ и планирование трудовых показателей Аудит и контроллинг персонала Введение, 12.45kb.
- Рабочая программа дисциплины Введение в специальность специальность 032001 Документоведение, 55.23kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Введение в литературоведение Специальность, 711.32kb.
- Учебно методический комплекс по дисциплине «Введение в специальность» Специальность, 2682.27kb.
- Курс Комплексный экзамен по циклам опд, сд и дисциплинам специализации: «Введение, 469.08kb.
- В г. Орске Специальность: 021100 «Юриспруденция» Дисциплина: Уголовное право Курсовая, 432.15kb.
- Введение в специальность, 1423.7kb.
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области информатики
и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-022/тип.
СИСТЕМЫ РАДИОУПРАВЛЕНИЯ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-39 01 02 Радиоэлектронные системы
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составитель:
Г.Н. Демидович, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рецензенты:
Кафедра систем автоматического управления Военной академии Республики Беларусь (протокол 6 от 25.02.2003 г.);
Г.А. Калашников, заведующий кафедрой радиоэлектроники Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 8 от 10.03.2003 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 26.05.2003 г.)
Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная программа дисциплины «Системы радиоуправления» разработана для специальности I-39 01 02 Радиоэлектронные системы высших учебных заведений. Она предусматривает лекционный курс, лабораторные и практические занятия.
Дисциплина «Системы радиоуправления» является одной из базовых инженерных дисциплин специальности Радиоэлектронные системы. Предметом ее изучения являются радиосистемы управления объектами различного назначения, в том числе летательными аппаратами. Цель преподавания дисциплины – подготовка студентов к работе по созданию радиосистем управления.
В результате освоения дисциплины «Системы радиоуправления» студент должен:
знать:
- принципы построения и функционирования систем радиоуправления и их динамических звеньев;
- назначение систем, их основные виды и структуры, методы анализа и синтеза; перспективы развития систем радиоуправления;
уметь характеризовать:
- объекты управления, способы радиоуправления, системы радиоуправления и их основные функциональные звенья;
уметь анализировать:
- характеристики, параметры и показатели качества динамических звеньев и контуров систем радиоуправления;
приобрести навыки:
- математического описания, расчета, математического моделирования и исследования основных характеристик и параметров систем радиоуправления.
Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении физики, высшей математики, а также специальных дисциплин: «Радиотехнические цепи и сигналы», «Цифровые и микропроцессорные устройства», «Радиоприемные устройства», «Радиопередающие устройства», «Радиоавтоматика», «Системы радиолокации», «Системы радионавигации», «Радиотехнические системы передачи информации».
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 150 часов, в том числе аудиторных - 130.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1.Введение. Краткая характеристика систем радиоуправления
Понятие об управлении объектами техники и системах радиоуправления. Характеристика объектов управления, цели и задачи систем радиоуправления. Основные виды таких систем, принципы их функционирования, обобщенная функциональная схема.
Назначение, классификация и основные требования, предъявляемые к системам радиоуправления. Процессы управления как взаимодействие электромеханических, электронных и радиоэлектронных средств измерения характеристик и параметров движения целей и объектов управления с системами управления исполнительными органами объектов управления.
1.2.МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ОБЪЕКТОВ
УПРАВЛЕНИЯ
Летательный аппарат как один из наиболее сложных объектов управления. Силы и моменты сил, действующих на летательный аппарат в процессе управления его полетом и ориентацией. Системы координат, применяемые в динамике полета. Уравнения пространственного движения летательного аппарата. Управляемость летательного аппарата, органы управления, декартово, полярное и смешанное рулевое управление.
1.3.ПРОГРАММЫ ДВИЖЕНИЯ И ЗАКОНЫ УПРАВЛЕНИЯ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ
ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ
Программы движения самолетов и ракет – параметрические и временные. Методы наведения летательных аппаратов на цели: двухточечные и трехточечные; метод накрытия; метод погони; метод параллельного сближения; метод пропорционального наведения. Линейные и нелинейные законы управления.
1.4. ИЗМЕРИТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ И ОРИЕНТАЦИИ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Измерители параметров движения центра масс летательных аппаратов и угловых движений - движений вокруг центра масс. Назначение, принципы построения и функционирование датчиков параметров движения: радиотехнических, инерциальных, гироскопических, флюгерных и др. Устройства формирования систем координат на борту летательных аппаратов: астатические гироскопы, гироприводы, гиростабилизированные платформы.
1.5. ЗВЕНЬЯ КОНТУРОВ СИСТЕМ РАДИОУПРАВЛЕНИЯ
Понятие кинематического и динамического звеньев контура системы радиоуправления.
Автопилот, назначение, обобщенная функциональная схема автопилота. Системы автоматического регулирования положения рулей. Датчики сигналов обратной связи. Виды отрицательных обратных связей автопилотов и законы управления. Передаточные функции автопилота и его звеньев.
Динамическое звено «автопилот-ракета», структурная схема звена. Контуры стабилизации продольного движения, бокового движения и угла крена. Частотные характеристики звена «автопилот-ракета».
Координаторы как динамические звенья контуров систем радиоуправления: следящие измерители дальности; следящие измерители направления; радиовысотомеры; доплеровские измерители скорости сноса; автоматические радиокомпасы; радиолокационная система с гиростабилизированной антенной; радиолокационная система с автоследящей антенной; радиолокационная система со следящим гироприводом. Передаточные функции координаторов и характеристики качества.
Человек-оператор в контуре управления. Математическая модель оператора при рулевом директорном управлении.
2.1. Системы управления движением летательных
аппаратов
2.1.1. Классификация систем радиоуправления
Системы управления с постоянными и переменными параметрами, реализующие линейные и нелинейные законы управления. Адаптивные и самонастраивающиеся системы управления, эрготические и робототехнические системы. Классификация роботов.
2.1.2. Системы самонаведения
Общая характеристика систем самонаведения. Сравнение активного, полуактивного, пассивного, светового, теплового и радиотехнического способов самонаведения. Характеристики качества решения задачи самонаведения. Способы осуществления самонаведения с использованием систем радиоуправления, их достоинства и недостатки. Функциональные и структурные схемы типовых систем самонаведения. Основные источники ошибок при самонаведении.
2.1.3. Системы телерадиоуправления
Общая характеристика систем телерадиоуправления, назначение и виды систем. Характеристики качества решения задач наведения объекта управления с помощью систем телерадиоуправления. Функциональные и структурные схемы систем. Координаторы систем телерадиоуправления. Командные радиолинии. Основные технические характеристики систем телерадиоуправления. Сравнение систем телерадиоуправления между собой и с системами самонаведения.
2.1.4. Системы автономного управления
Назначение и общая характеристика систем автономного управления, их классификация. Системы программного и самонастраивающегося автономного управления. Координаторы систем. Контуры стабилизации параметров движения. Характеристики качества и сравнительные характеристики систем автономного управления, имеющих различные типы координаторов. Комплексирование систем автономного управления.
2.2. Управление космическими аппаратами
и космические радиотехнические комплексы
Полет космических аппаратов в центральном поле тяготения, траектории движения. Назначение, общая характеристика, структура и состав радиокомплексов управления космическими аппаратами. Корректирующее радиоуправление, точность контроля траекторий, определение корректирующих поправок по результатам измерений. Принципы автономного управления движением космических аппаратов с применением радиосредств.
2.3. Анализ и синтез систем радиоуправления
Методы анализа контуров систем радиоуправления: метод пространства состояний; метод линеаризации и замораживания параметров; метод гармонической линеаризации; метод статистической линеаризации; метод статистических эквивалентов. Методы экспериментальных исследований систем радиоуправления.
Основы теории синтеза оптимальных систем радиоуправления. Методы оптимизации и адаптации. Параметрическая и структурная оптимизация, адаптация. Управляемость, наблюдаемость и восстанавливаемость. Методы аналитического конструирования оптимальных систем управления. Искусственные нейронные сети: топология, виды, обучение, линейные нейронные сети. Решение задач оптимизации и адаптации на базе нейронных сетей. Методы адаптивного управления. Эрготические системы управления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития систем и методов радиоуправления. Комплексирование радиоэлектронных средств с целью повышения точности, быстродействия и надежности систем радиоуправления. Создание интеллектуальных методов управления и систем управления на основе достижений в области вычислительной и микропроцессорной техники. Применение ЭВМ и микропроцессорных систем в контурах радиоуправления как средств реализации интеллектуальных методов управления.
примерный Перечень тем практических занятий
- Уравнения сил и моментов, действующих на летательный аппарат.
- Уравнения пространственного движения летательного аппарата.
- Программы уравнения (методы наведения). Кинематические звенья контуров систем радиоуправления.
- Астатический трехстепенной гироскоп. Уравнения движений гироскопа.
- Гироизмерители параметров движения, гиростабилизаторы, гиропривод.
- Автопилот. Законы управления, передаточные функции.
- Динамическое звено «Автопилот-ракета». Передаточная функция.
- Координаторы систем радиоуправления. Передаточные функции.
- Исследование структурных схем систем самонаведения.
- Исследование структурных схем систем телерадиоуправления.
- Исследование структурных схем систем автономного управления.
- Критерии и показатели качества решения задач радиоуправления. Анализ линейных систем с применением метода пространства состояний.
- Анализ нелинейных систем радиоуправления методами линеаризации и замораживания параметров, гармонической линеаризации.
- Анализ линейных систем радиоуправления при случайных воздействиях методами статистической линеаризации и статистических эквивалентов.
- Методы параметрической оптимизации контуров систем радиоуправления и оптимизации их структуры.
- Методы синтеза оптимальных систем управления с применением искусственных нейронных сетей.
примерный Перечень лабораторных работ
- Исследование характеристик динамических звеньев контуров систем радиоуправления.
- Исследование методов наведения.
- Исследование гиростабилизаторов и гироприводов.
- Исследование контуров стабилизации движения летательных аппаратов.
- Исследование характеристик качества системы самонаведения методом математического моделирования на ПЭВМ.
- Исследование влияния параметров динамических звеньев контура системы самонаведения на величину ошибки, быстродействие и устойчивость.
- Параметрическая оптимизация контура системы самонаведения по критерию минимума ошибки, максимума быстродействия при сохранении устойчивости.
8. Исследование методом математического моделирования на ПЭВМ характеристик качества системы телерадиоуправления.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Березин Л.В., Вейцель В.А., Волковский С.А. и др. Основы радиоуправления: Учеб. пособие / Под ред. В.А.Вейцеля, В.Н. Типугина. - М.: Сов. радио, 1973.
2. Гуткин Л.С., Борисов Ю.П. и др. Радиоуправление реактивными снарядами и космическими аппаратами/ Под ред. Л.С. Гуткина. - М.: Сов. радио, 1986.
3. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения.- М.: Радио и связь, 1982.
4. Кринецкий Е.И. Системы самонаведения.-М.: Машиностроение, 1970.
5. Смирнов Г.Д. Управление космическими аппаратами.-М.: Наука, 1978.
6. Теория автоматического управления / Под ред. А.А. Воронова. В 2 ч.Ч.1, Ч.2. - М.: Высш. шк., 1986.
7. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. шк.,1989.
8. Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы. - Мн.: НТООО «ТетраСистемс», 1997.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Гуткин Л.С., Пестряков В.Б., Типугин В.Н. Радиоуправление.- М.: Сов. радио, 1970.
2. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоуправление ракетами.- М.: Сов.радио, 1984.
3. Волконский С.А. и др. Радиоустройства систем управления летательными аппаратами.- М.: Машиностроение, 1972.
4. Локк А.С. Управление снарядами.- М.: Воениздат, 1982.
5. Системы управления промышленными роботами и манипуляторами/ Под ред. Е.И. Юревича.- Л.: ЛГУ, 1980.
6. Моргунов А.Н. Радиотехнические методы контроля траекторий.- Рязань, 1973.
7. Дымова А.И., Альбац М.Е., Бонч-Бруевич А.М. Радиотехнические системы.- М.: Сов. радио, 1975.
8. Справочник по теории автоматического управления/ Под ред. А.А. Красовского.- М.: Наука, 1987.
9. Кузнецов С.В. Автопилоты самолетов и вертолетов ГА.- М.: МИИГА, 1988.
10. Алтухов В.Ю., Стадник В.В. Гироскопические приборы, автоматические бортовые системы управления и их техническая документация.- М.: Машиностроение, 1991.
11. Ягодкин В.В., Хлебников Г.А. Гироскопические приборы баллистических ракет.- М.: Воениздат, 1967.
12. Саломатин С.Б. Методические указания к циклу лабораторных работ по дисциплине «Основы радиоуправления» для студ. спец. «Радиотехнические системы».- Мн.: БГУИР, 1996.
13. Саломатин С.Б. Методическое пособие к практическим занятиям по дисциплине «Основы радиоуправления» для студ. спец. «Радиотехнические системы».- Мн.: БГУИР, 1997.
- Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика.- М.: Мир, 1992.
Утверждена
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 « июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-014/тип.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И КОММУНИКАЦИОННЫЕ
СРЕДСТВА РАДИОСИСТЕМ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-39 01 02 Радиоэлектронные системы
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составители:
В.Н. Левкович, заведующий кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук;
О.В. Шабров, доцент кафедры радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рецензенты:
Ю.А. Скудняков, заведующий кафедрой информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», кандидат технических наук;
Кафедра информационных-вычислительных систем Военной академии Республики Беларусь (протокол № 8 от 21.02.2003 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой радиотехнических систем Учреждения образования «Белорусский
государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 8 от 10.03.2003 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 26.05.2003 г.)