Рабочая программа по дисциплине днм. 08 Автоматизированное проектирование систем и средств управления По направлению
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине днм. 03 Компьютерные технологии в области автоматизации, 178.2kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 01 -проектирование и надежность систем, 688.46kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «Схемотехника электронных средств» для студентов, 233.55kb.
- Рабочая программа по дисциплине днм. 02 История и методология науки об управлении, 206.76kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Физика» для направления подготовки дипломированного, 282.66kb.
- Рабочая программа по дисциплине правоведение для специальностей: 080503, 194.58kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Проектирование и расчёт цифровых систем радиосвязи», 123.96kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины Технология радиоэлектронных средств ооп по специальности, 338.49kb.
- Программа по дисциплине "Физические основы микроэлектроники" для студентов специальности, 216.59kb.
- Рабочая программа дисциплины «Проектирование автоматизированных систем в административно-организационных, 133.33kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ф
ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ»
УТВЕРЖДАЮ
Т.В. Маркелова
« 17 » июня 2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
| По дисциплине | ДНМ.08 Автоматизированное проектирование систем и средств управления |
| По направлению | 220200.68 – Автоматизация и управление |
| Факультет | Цифровых систем и технологий |
| Кафедра | Автоматизации полиграфического производства |
| Форма обучения | Курс | Семестр | Трудоемкость дисциплины в часах | Форма итогового контроля | |||||||
| Всего часов | Аудиторных часов | Лекции | Семинарские (практические) занятия | Лабораторные занятия | Курсовая работа | Курсовой проект | Самостоятельная работа | ||||
| Очная | 5 | 9 | 106 | 34 | 17 | 17 | | | 40 | 32 | Зачет |
| Очно-заочная | | | | | | | | | | | |
| Заочная | | | | | | | | | | | |
Москва – 2009 г.
| Составитель: | Иванько А.Ф., канд. техн. наук, доцент; Шевченко С.А., ст. преподаватель |
| Рецензент: | |
| | |
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Автоматизация полиграфического производства» 25.05.09 , протокол № 12 .
Зав. кафедрой Самарин Ю.Н.
Одобрена Советом факультета цифровых систем и технологий 02.06.09 , протокол № 10 .
Председатель Винокурова О.А.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ
К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Автоматизированное проектирование систем и средств управления» является обучение студентов методам использования современных средств автоматизированного проектирования систем управления.
Задачей изучения дисциплины является получение студентами практических навыков проектирования с использованием современных формализованных методов и программных средств.
1.2. Требования к уровню освоения
содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- основные этапы и процедуры проектирования систем управления (СУ);
- структуру системы автоматизированного проектирования (САПР) СУ;
- способы и методы построения структуры САПР СУ и ее подсистем;
- требования к подсистемам САПР СУ;
- математические модели, методы и алгоритмы, положенные в основу подсистем САПР СУ;
- техническое и программное обеспечение, применяемое в современных САПР СУ;
уметь:
- использовать системы автоматизированного проектирования при создании и совершенствовании программно-технических средств и систем автоматизации и управления полиграфическим оборудованием;
- обоснованно применять отдельные подсистемы САПР СУ для решения конкретных проектных задач в полиграфии и издательском деле.
1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем),
усвоение которых студентами необходимо
для изучения данной дисциплины
- Высшая математика (Дифференциальные уравнения).
- Математическая логика и теория алгоритмов.
- Электротехника и электроника.
- Системное программное обеспечение.
- Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Наименование тем, их содержание и объем в часах
| Наименование тем | Общая трудоемкость (часов) | |||
| Аудиторные занятия (всего часов) | Лекции | Практические занятия (семинары) | Лабораторные занятия | |
| Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 2. Структура САПР СУ | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин | 4 | 2 | 2 | |
| Тема 9. Автоматизация испытаний СУ | 2 | 1 | 1 | |
| Итого | 34 | 17 | 17 | |
2.2. Содержание тем дисциплины
Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием
Введение. Определения процесса автоматизированного проектирования и САПР. Основные компоненты САПР: техническое, математическое, программное, лингвистическое, информационное и организационное обеспечение. Системы автоматического управления (САУ) как объекты проектирования. Особенности реальных САУ в полиграфии: физическая разнородность устройств и элементов, многокритериальность условий проектирования и применения, неопределенность параметров и возмущений, многомерность, нестационарность. Требования к проектированию и производству САУ как специфическому классу технических систем. Основные этапы развития САПР СУ.
Типовая структура процесса проектирования СУ. Определение целей и критериев проекта, требований к техническим характеристикам, условиям эксплуатации и экономическим показателям проекта, и их воплощение в техническом задании на проектирование. Ограничения процесса проектирования: сроки проекта, стоимость, наличие материальных и технических ресурсов. Основные этапы проектирования: согласование технического задания, формирование технических предложений, эскизное проектирование, рабочее проектирование, испытания. Основные проектные процедуры. Структурно-функциональные и информационные модели процесса проектирования СУ. Математические модели процесса проектирования СУ на основе теории операций, модели сетевого планирования и управления. Методы динамического моделирования процесса проектирования с использованием сетей Петри на основе функционального и информационного подходов. Методы анализа возможности и оценки технико-экономической эффективности автоматизации процесса проектирования. Анализ возможности автоматизации типовых процедур проектирования СУ. Методы и модели реорганизации существующих процессов проектирования с целью повышения эффективности внедрения САПР в полиграфической отрасли.
Тема 2. Структура САПР СУ
Принципы выбора структуры САПР и состава ее компонентов. Определение концепции САПР СУ. Выбор структуры САПР СУ на основе анализа возможности автоматизации проектных процедур и современного состояния технических и программных средств САПР. Задачи и функции основных подсистем САПР СУ: подсистемы составления математических моделей СУ, подсистемы моделирования, анализа и синтеза СУ, конструкторской подсистемы, технологической подсистемы, подсистемы автоматизации испытаний СУ.
Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии
Вычислительные средства, устройства ввода-вывода, хранения информации и средства машинной графики, применяемые в САПР. Требования, предъявляемые к техническим средствам САПР СУ. Анализ характеристик современных технических средств САПР. Принципы и методы формирования структуры и состава технического обеспечения САПР СУ. Организация распределенных САПР СУ на основе вычислительных сетей. Типовые сетевые структуры, применяемые в САПР, их достоинства и недостатки. Аппаратные средства, применяемые для организации распределенных САПР на основе Интернет- и Интранет-технологий. Примеры формирования состава технического обеспечения для типовых подсистем САПР СУ печатных машин.
Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР
Лингвистическое обеспечение САПР: проблемно-ориентированные языки, алгоритмические языки, машинно-зависимые языки. Входные и выходные языки инструментов САПР СУ. Требования к проблемно-ориентированным языкам инструментов САПР СУ, их синтаксис.
Требования к программному обеспечению САПР СУ. Системное и прикладное программное обеспечение САПР СУ, их состав и функции.
Задачи информационного обеспечения САПР СУ. Особенности информационного обеспечения САПР: разнородность информации по форме (числовая и текстовая информация, чертежи, математические модели, программы) и смыслу, неформализованность части данных процесса проектирования. Требования к банкам данных САПР СУ. Использование баз данных, экспертных систем и систем поддержки принятия решений в САПР СУ.
Проблемы организации распределенных САПР и интеграции отдельных подсистем САПР. Организация межпрограммных интерфейсов, распределенных баз данных. Обеспечение возможности коллективной работы над проектом. Специализированные операционные среды САПР и перспективы их применения в САПР СУ. Применение Интернет- и Интранет-технологий для организации распределенных САПР.
Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин
Методы построения математических моделей СУ на ЭВМ и их применение в САПР СУ. Машинные методы аналитического вывода математических моделей элементов СУ на основании классических принципов и формализмов динамики. Численные методы построения математических моделей. Принцип «черного ящика». Идентификация моделей систем и устройств управления. Методы и алгоритмы упрощения и преобразования математических моделей СУ. Графические методы построения математических моделей на ЭВМ в виде блок-схем и графов.
Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР
Характеристика методов моделирования СУ и их применение в САПР СУ. Аналоговое и цифровое моделирование, имитационное моделирование, полунатурное моделирование. Моделирование непрерывных и дискретных систем. Численные методы и алгоритмы моделирования, применяемые в САПР СУ. Контроль и оценка точности моделирования. Современное прикладное программное обеспечение для решения задачи моделирования СУ.
Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием
Методы и алгоритмы анализа и синтеза СУ, ориентированные на ЭВМ: их характеристика и классификация. Требования к машинным методам анализа и синтеза СУ.
Современное прикладное программное обеспечение для решения задач анализа и синтеза СУ.
Автоматизация анализа СУ временным, частотным и корневым методами. Автоматизированный синтез многомерных систем управления частотным методом. Автоматизированный синтез наблюдающих устройств и модальных регуляторов. Автоматизированное проектирование оптимальных СУ при случайных возмущениях. Автоматизированное проектирование нелинейных СУ методами нелинейного программирования.
Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин
Этапы конструкторского проектирования СУ и их автоматизация в САПР. Автоматизация процесса построения принципиальных схем реализации законов управления. Автоматизация процесса функционального анализа СУ. Автоматизация процесса определения конфигурации и размеров устройств СУ.
Автоматизация процесса подготовки конструкторской документации. Автоматизация подготовки чертежей деталей и сборочных чертежей. Информационная поддержка чертежных работ с помощью графических баз данных.
Основные операции технологического проектирования СУ, методы и возможности их автоматизации в САПР. Автоматизация задач технологической подготовки обработки деталей и составления технологического маршрута. Автоматизация процесса подготовки технологической документации.
Структура, состав и функции подсистем «Конструирование» и «Технологическое проектирование» САПР СУ. Связь технологической подсистемы САПР СУ с производством.
Тема 9. Автоматизация испытаний СУ
Структурная схема комплексных испытаний СУ. Методы и алгоритмы управления испытаниями. Динамические моделирующие комплексы и стенды. Методы и алгоритмы обработки результатов испытаний. Состав и структура подсистемы «Испытания» САПР СУ.
2.3. Лабораторные занятия, их наименование
и объем в часах
Не предусмотрены.
2.4. Курсовой проект (работа) и его характеристика
Автоматизация проектирования систем управления с использованием удаленных баз данных. В курсовом проекте рассматриваются вопросы автоматизации проектирования исполнительных и информационных устройств для систем управления и автоматизации.
2.5. Организация самостоятельной работы
| Наименование тем | Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения) | ||||||||||||||
| Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе) | Подготовка рефератов (докладов, сообщений, информационных материалов и т.п.) | Выполнение домашних, контрольных и иных заданий | Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. к коллоквиуму, тестированию и пр.) | Подготовка к зачету (экзамену) | |||||||||||
| Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | |
| Тема 1. Анализ существующих процессов проектирования систем управления полиграфическим оборудованием | 1 | | | 1 | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 2. Структура САПР СУ | 1 | | | | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 3. Техническое обеспечение САПР технических объектов в полиграфии | 1 | | | 1 | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 4. Лингвистическое, программное и информационное обеспечение САПР | 1 | | | | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 5. Автоматизация построения математических моделей СУ полиграфических машин | 1 | | | 1 | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 6. Моделирование СУ с помощью САПР | 1 | | | 1 | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 7. Автоматизация анализа и синтеза СУ полиграфическим оборудованием | 1 | | | | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 8. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования СУ печатных машин | 1 | | | 1 | | | | | | 1 | | | 1 | | |
| Тема 9. Автоматизация испытаний СУ | 1 | | | | | | | | | 1 | | | 1 | | |
* Могут быть предложены иные формы СРС.
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
3.1. Литература
Основная
1. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. – М.: Высш. шк., 1991.
2. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления / Под ред. В.В. Солодовникова. – М.: Машиностроение, 1989.
3. Корячко В.П. Теоретические основы САПР: Учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
4. Медведев B.C., Потемкин В.Г. Control System Toolbox. Matlab 5 для студентов. – М.: Диалог-МИФИ, 1999.
5. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. – М.: Высш. шк., 1986.
6. Петренко А.И., Семенов О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. – Киев: Высш. шк., 1984.
7. Иванько А.Ф., Иванько М.А. и др. Автоматизация проектирования средств и систем управления: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2001.
Дополнительная
8. Автоматизированное проектирование систем управления / Под ред. М. Джамшиди, Ч. Дж. Хергета. – М.: Машиностроение, 1989.
9. Автоматизированное проектирование машиностроительного привода / Под ред. С.А. Ермакова. – М.: Машиностроение, 1988.
10. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / Под ред. А.А. Воронова и И.А. Орурка. – М.: Наука, 1984.
11. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1986.
12. Крутько П.Д., Максимов А.И., Скворцов Л.М. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. – М.: Радио и связь, 1988.
13. Трофимов А.И., Егупов Н.Д., Дмитриев А.Н. Методы теории автоматического управления, ориентированные на применение ЭВМ. – М.: Энергоатомиздат, 1997.
14. Тищенко В.М. Введение в проектирование систем управления. – М.: Высш. шк., 1986.
15. Руководство по проектированию систем автоматического управления / Под ред. В.А. Бесекерского. – М.: Высш. шк., 1983.
16. Иванько А.Ф., Фалк Г.Б. Автоматизация проектирования ССУ с использованием удаленных баз данных: Методические указания по выполнению курсового проекта. – М.: Изд-во МГУП, 2001.
3.2. Перечень наглядных и других пособий,
методических указаний по проведению
конкретных видов учебных занятий,
а также используемых в учебном процессе
технических средств
- Компьютерный класс, включающий 20 компьютеров IBM PC.