Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Автоматизація технологічних процесів" (за кредитно-модульною системою) Напрям: 0925 "Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології"
| Вид материала | Документы |
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Автоматизація управління виробництвом", 433.93kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Організація та управління комп’ютерно-інтегрованими, 372.13kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Надійність та діагностика технічних, 450.74kb.
- Робоча навчальна програма з навчальної дисципліни " Правове забезпечення професійної, 350.85kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни „Аналітичне конструювання динамічних, 385.45kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Графічне та геометричне моделювання, 352.28kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни „ Технологічні вимірювання І прилади", 532.57kb.
- Робоча навчальна програма дисципліни "метрологія та основи вимірювань" (за кредитно-модульною, 797.27kb.
- Робоча навчальна програма з дисципліни " Цифрові системи керування та обробки інформації, 419.12kb.
- Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Спеціалізовані цифрові обчислювальні, 396.14kb.
ВСТУП
Однією з необхідних умов організації навчального процесу за кредитно-модульною системою є наявність робочої навчальної програми з кожної дисципліни, виконаної за модульно-рейтинговими засадами і доведеної до відома викладачів та студентів.
Рейтингова система оцінювання (РСО) є невід’ємною складовою робочої навчальної програми і передбачає визначення якості виконаної студентом усіх видів аудиторної та самостійної навчальної роботи та рівня набутих ним знань та вмінь шляхом оцінювання в балах результатів цієї роботи під час поточного, модульного та семестрового контролю, з наступним переведенням оцінки в балах у оцінки за традиційною національною шкалою та шкалою ECTS (European Credit Transfer System).
- ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
1.1. Мета викладання навчальної дисципліни
Основною метою дисципліни є надання студентам основ науково-теоретичних знань і практичних навичок по автоматизації технологічних процесів (АТП).
1.2. Завдання вивчення навчальної дисципліни
Завданнями вивчення дисципліни є:
- формування стійких знань по принципах побудови АСУ ТП, аналізу керованості технологічних об’єктів управління, алгоритмам управління процессами, автоматизації проектування функції управління, математичного забезпечення проектування, видів забезпечення АСУ ТП;
- формування твердих навичок і умінь з моделювання та експеріментального дослідження систем автоматичного керування.
Для досягнення необхідного рівня знань та навичок, при вивчанні дисципліни використовуються основні засоби впливу на засвоєння навчального матеріалу. Тому в процесі викладання дисципліни розвязуються задачі подання навчального матеріалу на інформаційних засадах в сукупності з елементами зворотнього звязку та контролем за опануванням знань.
1.3. Місце навчальної дисципліни в системі професійної підготовки фахівця
Дисципліна “Автоматизація технологічних процесів” є важливою складовою частиною сукупності дисциплін при підготовці бакалаврів, спеціалістів та магістрів, що формують спеціальне знання в галузі компютерно-інтегрованих технологічних процесів і виробництв та автоматизації на транспорті.
На базі здобутих знань майбутній фахівець зможе розв’язувати професійні задачі: визначати структуру систем автоматизації технологічних процесів, критерії їх оцінки та умови обмежень; аналізувати і синтезувати складні технічні системи; створювати математичне, інформаційне та організаційне забезпечення завдань аналітичного проектування автоматичних систем; створювати моделі систем автоматизації технологічних процесів та проводити за їх допомогою експериментальні дослідження.
1.4. Інтегровані вимоги до знань і умінь з навчальної дисципліни
У результаті вивчення дисципліни студент повинен:
Знати:
- методи математичного опису систем АТП;
- методи структурного аналізу систем АТП;
- типові структурні схеми систем АТП;
- керованість систем;
- способи розрахунку елементів та вузлів систем;
- сучасна елементна база систем АТП;
- методи синтезу і параметричної оптимізації систем;
- питання моделювання й експериментальних досліджень систем АТП.
Вміти:
- складати функціональні і структурні схеми систем АТП ;
- виражати закони регулювання через передатні функції;
- проводити дослідження статики і динаміки систем інженерними методами розрахунку;
- проводити дослідження якості процесів автоматизації технологічних процесів і забезпечувати його необхідні показники;
- моделювати складні технічні системи;
- проводити експериментальні дослідження систем АТП.
1.5. Інтегровані вимоги до знань і умінь з навчальних модулів
Навчальний матеріал дисципліни структурований за модульним принципом і складається з п’яти навчальних модулів.
1.5.1. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №1 „Управління процессами з зосередженими параметрами” студент повинен:
Знати:
- методи управління процесами з зосередженими параметрами ;
- структурні схеми багатомірних систем управління;
- керованість та стабілізованість;
- компенсація задаючих впливів.
Вміти:
- самостійно складати структурні схеми систем АТП з зосередженими параметрами.
1.5.2. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №2 „Теорія оптимальних систем і процесів управління” студент повинен:
Знати:
- поняття про оптимальне управління;
- критерії оптимальності;
- постановку задачі оптимального управління.
Вміти:
- розв’язувати задачі оптимального управління (максимальної швидкості, мінімуму витрати палива, мінімуму енергії управління тощо;
1.5.3. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №3 „Принципи максимуму в теорії оптимальних систем ” студент повинен:
Знати:
- основні рівняння та їх застосування для синтезу оптимальних систем;
- основи синтезу оптимальних систем.
Вміти:
- проводити синтезу оптимальних систем з використанням інженерних методів розрахунку;
- проводити експериментальні дослідження оптимальних систем .
1.5.4. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №4 „Метод динамічного програмування ” студент повинен:
Знати:
- принцип оптимальності;
- неперервний варіант динамічного програмування.
Вміти:
- розв’язувати задачі оптимального управління методом динамічного програмування.
1.5.5. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля №5 „Аналітичне конструювання оптимальних регуляторів ” студент повинен:
Знати:
- основи аналітичного конструювання оптимальних регуляторів;
Вміти:
- розв’язувати задачі аналітичного конструювання оптимальних регуляторів методами класичного варіаційного числення;
1
.6. Міждисциплінарні зв’язки навчальної дисципліни
Навчальна дисципліна “Автоматизація технологічних процесів” відноситься до циклу фундаментальних та професійно орієнтованих дисциплін. Для її вивчення студентам необхідно мати базові знання по загальнотеоретичних і інженерних дисциплінах: вищій математиці, фізиці, компютерним технологіям…
Комплекс знань, що формуються дисципліною АТП визначає основи для вивчення в наступному спеціальних дисциплін за фахом:
“Технічні засоби автоматизації”, Автоматизовані системи контролю”, “Основи автоматизованого керування рухом”, “Цифрові системи керування та обробки інформації”, “Програмне забезпечення процесів моделювання складних технічних систем”.
2. Зміст навчальної дисципліни
2.1. Тематичний план навчальної дисципліни
| № пор. | Назва теми | Обсяг навчальних занять (год.) | |||
| Усього | Лекції | Лабора-торні | СРС | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 7 семестр | |||||
| Модуль №1 „Управління процессами з зосередженими параметрами” | |||||
| 1.1 | Введення. Що таке “сучасна” теорія управління? Структура сучасної автоматизованої системи управління технологічним процесом. Лінійні системи з одним входом і одним виходом. Математичні моделі динаміки управляючих процесів. Лінійні багатомірні системи з зосередженими параметрами. Нелінійні моделі з зосередженими параметрами. Системи з розподіленими параметрами. Моделювання просторово-розподілених технологічних процесів. Оптимальне керування просторово-розподіленими технологічнимипроцесами. Моделювання систем з розподіленими параметрами. Синтез просторово розподіленого керування для процесів з зосередженими параметрами. | 30 | 7 | 8 | 15 |
| 1.2 | Управління процесами з зосередженими параметрами. Лінійні багатомірні системи управління. Представлення в часовій та просторовій областях. Структурні схеми багатомірних систем управління. Керованість. Стабілізованість. Нормалізуємість. Аналіз керованості та спостерігаємості. Проблема багатозв’язності. Автономне регулювання. | 30 | 7 | 8 | 15 |
| 1.3 | Модульна контрольна робота №1 | 3 | 2 | | 1 |
| Усього за модулем №1 | 63 | 16 | 16 | 31 | |
| Модуль №2 “Теорія оптимальних систем і процесів управління” | |||||
| 2.1 | Теорія оптимальних систем і процесів управління. Об‘єкт управління і задачі управління. Поняття про оптимальне управління. Критерій оптимальності. Постановка задачі оптимального управління. | 32 | 8 | 9 | 15 |
| 2.2 | Методи класичного варіаційного числення. Основний принцип варіаційного числення. Рівняння Ейлера. Ізопериметричні задачі варіаційного числення. Умовний екстремум. Змішані задачі варіаційного числення. Умови трансверсальності. Достатня умова екстремуму. | 31 | 8 | 9 | 15 |
| 2.3 | Домашнє завдання | 8 | | | 8 |
| 2.4 | Модульна контрольна робота №2 | 3 | 2 | | 1 |
| Усього за модулем №2 | 75 | 18 | 18 | 39 | |
| Усього за 7 семестр | 138 | 34 | 34 | 70 | |
| 8 семестр | |||||
| Модуль №3 “ Принципи максимуму в теорії оптимальних систем” | |||||
| 3.1 | Принцип максимуму в теорії оптимальних систем. Основні рівняння та їх застосування для синтезу оптимальних систем. Канонічні рівняння Гамільтона. Синтез оптимальних по швидкодії лінійних систем. Оптимальні по швидкодії розімкнуті системи. Оптимальні по швидкодії замкнуті системи. Оптимальні по швидкодії управління неколивальними об‘єктами другого порядку. Оптимальні по швидкодії управління коливальними об‘єктами другого порядку. Оптимальне по швидкодії управління об‘єктами другого порядку з заданою кінцевою областю. | 24 | 10 | 6 | 8 |
| 3.2 | Модульна контрольна робота №3 | 3 | 2 | | 1 |
| Усього за модулем №3 | 27 | 12 | 6 | 9 | |
| Модуль №4 “Метод динамічного програмування” | |||||
| 5.1 | Оптимальне по бистродії та розходу палива управління об‘єктами другого порядку. Оптимальні по швидкодії управління об‘єктами третього порядку. Оптимальне за мінімумом енергії оптимальне керування технологічними процесами. Синтез оптимальних з витрати палива керуючих впливів. Синтез оптимальних з витрати енергії оптимальних керуючих впливів. Метод фазового простору. Квазіоптимальне управління. Синтез квазіоптимальних систем управління. Управління лінійними об‘єктами оптимальними по розходу палива. | 24 | 10 | 6 | 8 |
| 5.2 | Модульна контрольна робота №4 | 3 | 2 | | 1 |
| Усього за модулем №4 | 27 | 12 | 6 | 9 | |
| Модуль №5 “Аналітичне конструювання оптимальних регуляторів” | |||||
| 6.1 | Метод динамічного програмування. Принцип оптимальності. Дискретний варіант динамічного програмування. Обчислювальна схема динамічного програмування. Неперервний варіант динамічного програмування. | 11 | 4 | 2 | 5 |
| 6.2 | Аналітичне конструювання оптимальних регуляторів. Рішення задачі аналітичного конструювання оптимальних регуляторів методами класичного варіаційного числення. Рішення задачі аналітичного конструювання оптимального регулятора по рівнянню Ріккаті. | 10 | 4 | 3 | 3 |
| 6.3 | Модульна контрольна робота №5 | 3 | 2 | | 1 |
| Усього за модулем №5 | 24 | 10 | 5 | 9 | |
| Усього за 8 семестр | 78 | 34 | 17 | 27 | |
| Усього за навчальною дисципліною | 216 | 68 | 51 | 97 | |