Б. 1 Философские проблемы технических наук

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4

Содержание дисциплины. Основные разделы

Введение. Предмет дисциплины и ее задачи. Основные схемы неуправляемых и управляемых выпрямителей, их моделирование с помощью пакетов прикладных программ. Инженерный расчет параметров и динамических показателей выпрямителей, включаемых в сеть. Расчет индуктивности дросселя и емкости конденсатора сглаживающего фильтра, а также активных сопротивлений, учитывающих потери в этих элементах. Расчет максимальных значений тока в дросселе и напряжения на нагрузке при включении выпрямителя. Исследование квазиустановившихся и переходных электромагнитных процессов на ПЭВМ. Обеспечение заданных статических и динамических показателей. Техника моделирования и исследования. Формирование оптимального управления при включении выпрямителей в сеть. Моделирование тиристоров и схем управления ими. Схема оптимального управления выпрямителем при его включении в сеть. Моделирование автономных инверторов.

Схемы моделей однофазных и трехфазных инверторов на IGBT транзисторах и тиристорах. Оптимальное управление преобразователем со звеном постоянного тока. Обеспечение оптимального управления в системе управляемый выпрямитель – автономный инвертор. Моделирование и исследование электромагнитных процессов в импульсных стабилизаторах постоянного напряжения. Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения (ИСН). Сущность импульсного регулирования. Достоинства и схема модели последовательного ИСН с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Схема управления ИСН с ШИМ. Преобразователи частоты. Функциональные схемы, сравнительная характеристика и области применения. Принципиальные электрические схемы однофазных и трехфазных управляемых и полууправляемых выпрямителей с индуктивно-емкостным сглаживающим фильтром. Выбор и расчет элементов схем. Принципиальные электрические схемы однофазных и трехфазных автономных инверторов на транзисторах и тиристорах. Выбор и расчет элементов схем. Системы управления. Проектирование. Система управления преобразователем частоты. Системы управления. Автоматизированное проектирование. Аналоговое и цифровое имитационное моделирование электроприводов. Задачи, возникающие при автоматизированном проектировании электроприводов. Функциональная схема системы управления преобразователем частоты со звеном постоянного тока. Принципиальные электрические схемы управления выпрямителями. Система импульсно-фазового управления: устройства синхронизации сигнала управления с сетью, генераторы пилообразного напряжения, формирователи и усилители сигналов управления. Блокинг-генераторы. Автоматизация математического описания систем. Декомпозиция и диакоптика. Задачи, стоящие при автоматизации математического описания. Формы математического описания многомерных непрерывных линейных систем. Переход от различных форм математического описания к форме уравнений состояния. Переход от передаточных функций и обычных дифференциальных уравнений путем последовательного соединения интеграторов. Переход к уравнениям состояния методом разложения на элементарные дроби. Принципиальные электрические схемы управления автономными инверторами.

Практические схемы задающих генераторов. Схемы, обеспечивающие исключение сквозных токов в инверторах. Распределители импульсов. Гальваническая развязка силовой цепи инвертора от схемы управления. Выходные каскады схем управления в транзисторных и тиристорных инверторах. Блоки питания систем управления. Выбор структурной схемы блока питания в зависимости от схемы системы управления, амплитуды и частоты первичного источника. Однотактные и двухтактные схемы силовой цепи блока питания. Схема блока с автоматической защитой от короткого замыкания и перегрузок по току. Принципиальная электрическая схема непрерывно-импульсного стабилизатора нескольких напряжений. Разработка и изготовление печатных плат для блока питания и системы управления. Разработка конструкции преобразователя и определение размеров печатных плат. Использование для разработки и изготовления печатных плат графических пакетов прикладных программ. Формирование и решение уравнений состояния. Формирование уравнений состояния для электронных схем. Математические модели полупроводниковых регулируемых преобразователей. Понятия коммутационных функций. Параметры и характеристики системы, изменяемые при автоматизированном проектировании.

Виды учебной работы: лекционные, лабораторные занятия, курсовое проектирование.

Изучение дисциплины заканчивается: экзамен, зачет, защита курсового проекта.

Аннотация программы дисциплины

М2.В.1 Оптимальные и адаптивные системы электроприводов

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 7 зачетных единиц (252 час.).

Цели и задачи дисциплины

Целью преподавания дисциплины Целью преподавания дисциплины «Оптимальные и адаптивные системы электроприводов» является изучение студентами систем управления электроприводов, принципов их построения, методов их синтеза, анализа и реализации систем управления электроприводов постоянного и переменного тока, осуществляющих требуемые законы изменения координат электроприводов с применением средств аналоговой и цифровой техники для подготовки выпускников к профессиональной деятельности

Дисциплина «Оптимальные и адаптивные системы электроприводов» является базовой при изучении дисциплин: «Автоматизированный электропривод», «Автоматизация технологических процессов и производственных установок».

Задачей изучения дисциплины является обладание следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
готовностью к самостоятельной ,индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
способностью владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, готовностью использовать компьютер как средство работы с информацией(ОК-11);

б) профессиональными (ПК):

- общепрофессиональными:

способностью и готовностью анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

в проектно-конструкторской и технологической деятельности:

готовностью участвовать в работе над проектами электроэнергетических и электротехнических систем и отдельных их компонентов (ПК-8);

способностью использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменноготока (ПК-11);

в производственно-технологической деятельности:

готовностью определять и обеспечивать эффективные режимы технологического процесса по заданной методике (ПК-23);
способностью использовать технические средства для измерения основных параметров электроэнергетических и электротехнических объектов и систем и происходящих в них процессов (ПК-18);

в организационно-управленческой деятельности:

способностью анализировать технологический процесс как объект управления (ПК-28);
готовностью обеспечивать соблюдение производственной и трудовой дисциплины (ПК-35);
готовностью контролировать соблюдение заданных параметров технологического процесса и качество вырабатываемой продукции (ПК-37);

в научно-исследовательской деятельности:

готовностью участвовать в исследовании объектов и систем электроэнергетики и электротехники (ПК-38);
готовностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-39);
готовностью понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде (ПК-41);

в сервисно-эксплуатационной деятельности:

готовностью к проверке технического состояния и остаточного ресурса оборудования и организации профилактических осмотров и текущего ремонта (ПК-48);
готовностью к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-49);

в монтажно-наладочной деятельности:

готовностью к наладке, и опытной проверке электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-47).

Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы)

Вид учебной работы	Всегочасов/ зачетных единиц	Семестр
Вид учебной работы	Всегочасов/ зачетных единиц	7	8
Аудиторные занятия:	109/3,0	54/1,5	55/1,5
лекции	69/1,9	36/1,0	33/0,9
практические занятия (ПЗ)	40/1,1	18/0,5	22/0,6
лабораторные работы (ЛР)
другие виды аудиторных занятий
промежуточный контроль
Самостоятельная работа:	107/3,0	24/0,7	83/2,3
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	36/1,0	–	36/1,0
Общая трудоемкость дисциплины	252/7	60/1,7	120/3,3

Основные дидактические единицы (разделы)

Логические системы управления электроприводов: Роль электропривода, как одного из основных элементов автоматизации промышленных установок и технологических процессов. . Релейно-контакторное управление электроприводами. Дискретные логические системы управления движением электроприводов. Логические системы управления на основе фази-логика.

Системы управления регулируемых электроприводов постоянного тока: Разомкнутые системы управления электроприводов постоянного тока при питании от преобразователей. Замкнутые системы управления электроприводов с суммирующим усилителем. Системы модального управления. Системы подчиненного регулирования скорости в электроприводах постоянного тока. Адаптивное управление в электроприводах.

Системы управления регулируемых электроприводов переменного тока: Системы управления асинхронных электроприводов. Скалярное и векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Системы управления синхронных электроприводов.

Системы управления cледящих и цифровых электроприводов: Системы управления позиционных и следящих электроприводов. Цифровые системы управления электроприводов

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

Системы управления электроприводов - как средства управления режимами работы, защиты и регулирования параметров электромеханических систем и технологических комплексов;
достижения науки и техники, передовой и зарубежный опыт в современных системах управления электроприводов;
методы проведения технических расчетов систем управления электроприводов и их определение экономической эффективности исследований и разработок;
правила экологической безопасности и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты при конструировании и эксплуатации систем управления электроприводов.

уметь:

выполнять организационно-управленческие функции при разработке и эксплуатации систем управления электроприводов;
применять, эксплуатировать и производить выбор электрооборудования систем управления электроприводов;
формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде научно-технического отчета с его публичной защитой.

владеть:

методами расчета переходных и установившихся процессов в линейных и нелинейных системах управления электроприводов;
методиками выполнения расчетов различных систем управления электроприводов;
навыками исследовательской работы;
методами анализа режимов работы систем управления электроприводов;
навыками проведения монтажно-наладочных работ и стандартных испытаний систем управления электроприводов.

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, курсовое проектирование.

Изучение дисциплины заканчивается: седьмой семестр – зачет, восьмой семестр – экзамен, защита курсового проекта.

Аннотация дисциплины

М2.В.2 Применение микропроцессорных средств для управления,

контроля и диагностики электроприводов

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 7 зачетных единиц (252 час)

Целью изучения дисциплины является:

Формирование у обучающихся знаний о реализации аппаратной и программной частей современных средств автоматизации, навыков реализации типовых алгоритмов управления, а также умений по применению “Микропроцессорные средства в электроприводах и технологических комплексах”

Задачей является изучение дисциплины “Микропроцессорные средства в электроприводах и технологических комплексах”, которая базируется на знаниях, полученных при освоении следующих естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин: информатика, физические основы электроники, теория автоматического управления, электрический привод.

Магистр будет владеть:

системами и устройствами для обработки цифровой информации и управления процессом обработки;
прикладным программным обеспечением;
основами проектирования микропроцессорных систем;
рациональным применением и особенностями эксплуатации микропроцессорных средств.

Магистр будет знать:

устройства, принцип действия и свойства основных элементов микропроцессорных устройств;
прикладное программное обеспечение средств автоматизации;
структуры привода с цифровыми микропроцессорными регуляторами;
используемые в промышленности современные средства автоматизации.

Магистр будет уметь:

выбирать аппаратные и программные средства современных микропроцессоров;
реализовывать простейшие дискретные автоматы;
реализовывать цифровые фильтры и регуляторы;
использовать алгоритмы управления силовой частью электроприводов;
применять методы проектирования микропроцессорных систем;
использовать пакеты прикладных программ для численного моделирования и анализа микропроцессорных систем.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Общекультурные компетенции:

готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
способность и готовность осуществлять свою деятельность в различных сферах общественной жизни с учетом принятых в обществе моральных и правовых норм (ОК-8);
способность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, готовность использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);

Профессиональные компетенции:

способность использовать технические средства для измерения основных параметров электроэнергетических и электротехнических объектов и систем и происходящих в них процессов (ПК-18);
способность использовать современные информационные технологии, управлять информацией с использованием прикладных программ деловой сферы деятельности; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19);
способность использовать нормативные документы по качеству, стандартизации и сертификации электроэнергетических и электротехнических объектов, элементы экономического анализа в практической деятельности (ПК-20);
способность использовать правила техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда; измерять и оценивать параметры производственного микроклимата, уровня запыленности и загазованности, шума, вибрации, освещенности рабочих мест (ПК-22);

Профильно-специализированные компетенции:

способность анализировать параметры и требования источников питания, а также характеристики нагрузки, как основы технического задания для проектирования электроприводов и их компонентов (ПСК-1);
способность оценивать параметры совместимости с окружающей средой и безопасности проектируемых НКУ и ЭП (ПСК-4);
готовность разрабатывать и анализировать простые модели электроприводов и технологий, ими обслуживаемых (ПСК-5);
способность монтировать, налаживать и проводить опытную эксплуатацию НКУ и ЭП (ПСК-7);
готовность составлять техническую документацию, а также установленную отчетность по утвержденным формам (ПСК-8);

3. Содержание дисциплины. Основные разделы.

Лекции:

Особенности математических моделей цифровых систем
Учет эффекта квантования по уровню
Учет эффекта квантования по времени
Модели дискретных систем: метод ПФ- преобразование и его свойства
Дискретная динамическая модель СП
ПФ непрерывной части (НЧ) системы с одним ПП
ДПФ НЧ с несколькими частотами прерывания
Особенности расчета ДПФ НЧ при регулировании по среднему значению выходной координаты
ПФ микроЭВМ
Структуры моделей НЧ СЭП
Структуры замкнутых СЭП с микропроцессорным управлением
Модели дискретных систем: метод переменных состояния
Разностные уравнения
Дискретные УС
Связь ПФ и УС

Практика (лабораторные работы):

Исследование методов линеаризации нелинейностей
Исследование процессов квантования по времени и уровню в цифровых системах
Синтез цифровых регуляторов традиционными методами
Синтез цифровых регуляторов методом полиномиальных уравнений
Исследование методики синтеза модального регулятора

Виды учебной работы: лекционные, лабораторные, практические занятия.

Изучение дисциплины заканчивается: экзамен.

Аннотация программы дисциплины

М2.В.3 Современные проблемы электроэнергетики

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 зачетных единицы (144 час).

1. Цель дисциплины - формирование знаний по современным проблемам науки и производства в электроэнергетической отрасли.

Задачи изучения дисциплины: получить представление о современном состоянии и тенденциях развития электроэнергетики; приобрести знания о глобальных воздействиях энергетики на землю и человеческую цивилизацию; овладеть знаниями об основных проблемах, связанных с электроэнергетикой и путях их преодоления.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

- способностью использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-8);

- способностью использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

- способностью анализировать естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);

- способностью и готовностью применять современные методы исследовании, проводить технические испытания и (или) научные эксперименты, оценивать результаты выполненной работы (ПК-6)

После изучения дисциплины обучающиеся должны

знать: основные закономерности развития науки и техники; современные проблемы электроэнергетики и электротехники, вопросы освоения возобновляемых энергоресурсов, необходимости модернизации и реконструкции объектов электроэнергетики; воздействия электроэнергетики на биосферу;

уметь: применять методологию научных исследований, связанных с проектированием, информационным обслуживанием и техническим контролем энергообъектов, организовывать и проводить научные исследования, связанные с разработкой проектов и программ в области электроэнергетики и электротехники;

владеть: навыками практического анализа логики различных теорий; навыками критического восприятия информации профессионального содержания из отечественных и зарубежных источников; навыками исследований физических процессов, протекающих в электроустановках.

Содержание дисциплины. Основные разделы

Современное состояние и перспективы развития электроэнергетики. Тенденции энергопотребления и производства электрической энергии.

Надежность и диагностика электроэнергетического оборудования. Проблемы реконструкции и модернизации объектов электроэнергетики. Проблемы и перспективы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для электроснабжения централизованных и автономных потребителей. Экологические проблемы электроэнергетики и электротехники. Проблемы и перспективы энергоэффективности в сфере потребления и энергосбережения.

Blog

Б. 1 Философские проблемы технических наук

Содержание