Рабочая программа учебной дисциплины «автоматические системы наземных транспортно-технологических машин» Направление подготовки

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Кафедра «Автомобили и тракторы» Рабочая программа 190100.68 Наземные транспортно-технологические 1 Цели и задачи освоения дисциплины 2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО 3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины 4 Содержание и структура дисциплины 4.2 Структура дисциплины Общая трудоемкость Самостоятельная работа Вид промежуточного контроля 4.3 Лабораторные работы 4.4 Практические занятия 4.5 Курсовая работа 4.6 Самостоятельная работа при изучении разделов дисциплины 5 Образовательные технологии 5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях 6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации 7.1 Основная литература 7.2 Дополнительная литература ... Полное содержание

Подобный материал:

• Аннотация к рабочей программе учебной дисциплины, 22.97kb.
• Аннотация дисциплины «конструкция наземных транспортно-технологических машин (нттм)», 31.95kb.
• К рабочей программе учебной дисциплины «Эксплуатационные материалы», 29.81kb.
• Эксплуатация транспортно технологических машин и комплексов общая характеристика основной, 297.48kb.
• К рабочей программе учебной дисциплины «Методы повышения эффективности использования, 21.55kb.
• Магистерская программа «Автомобильный сервис» Аннотация дисциплины Современные проблемы, 378.73kb.
• Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления», 208.14kb.
• Рабочая программа дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Направление подготовки, 231.13kb.
• К рабочей программе учебной дисциплины «Эксплуатационные материалы», 20.69kb.
• К рабочей программе учебной дисциплины «Автомобильные двигатели», 38.58kb.

Кафедра «Автомобили и тракторы»

Утверждаю Проректор по учебной работе Е.Г.Ивашкин (подпись, расшифровка подписи) «____» ______________2011 г

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН»

Направление подготовки 190100.68 Наземные транспортно-технологические

^{(код и наименование направления подготовки)}

комплексы__


Магистерская программа Автомобили__________________________________

^{(наименование магистерской программы)}


Квалификация (степень) выпускника

Магистр


Форма обучения

___очная__


Нижний Новгород

2011год

Рецензент: А.П. Куляшов, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительные и дорожные машины» ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева».


Рабочая программа дисциплины «Автоматические системы наземных транспортно-технологических машин» /сост. В.В. Беляков, В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин – Нижний Новгород: ФГБОУ НГТУ, 2011. – 31 с.


Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части профессионального цикла магистрантам очной формы обучения по направлению подготовки 190100.68 Наземные транспортно-технологические комплексы во 2 и 3 семестрах.

Рабочая программа составлена с учетом Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 190100.68 Наземные транспортно-технологические комплексы, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от "14" января 2010 г. № 19 и Примерной основной образовательной программы по указанному направлению.


Составители:

____________________ В.В. Беляков

____________________ В.С. Макаров

____________________ Д.В. Зезюлин

2011 г.




Содержание

		с.
1	Цели и задачи освоения дисциплины…………………………………	4
2	Место дисциплины в структуре ООП ВПО. ………………………….	4
3	Требования к результатам освоения содержания дисциплины..…….	4
4	Содержание и структура дисциплины………………………………...	5
4.1	Содержание разделов дисциплины……………………………………	5
4.2	Структура дисциплины…………………………………………………	11
4.3	Лабораторные работы………………………………………………….	16
4.4	Практические занятия (семинары) ……………………………………	17
4.5	Курсовая работа………………………………………………………...	48
4.6	Самостоятельная работа при изучении разделов дисцплины…………	18
5	Образовательные технологии………………………………………….	19
5.1	Интерактивные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях………………………………………………….	19
6	Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации………………………………………………	20
7	Учебно-методическое обеспечение дисциплины…………………….	26
7.1	Основная литература…………………………………………………...	26
7.2	Дополнительная литература…………………………………………..	27
7.3	Периодические издания………………………………………………	28
7.4	Интернет-ресурсы………………………………………………………	28
7.5	Методические указания к лабораторным занятиям ………………….	28
7.6	Методические указания к практическим занятиям ………………….	28
7.7	Методические указания к курсовому проектированию и др. видам самостоятельной работы………………………………………………	28
7.8	Программное обеспечение современных информационно-коммуникационных технологий ............………………………………	28
8	Материально-техническое обеспечение дисциплины……………….	28
	Лист согласования рабочей программы дисциплины………………..	30
	Дополнения и изменения в рабочей программе дисциплины……....	31

1 Цели и задачи освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины: формирование у магистрантов необходимого уровня знаний и профессионально-практических навыков для решения задач, связанных с разработкой автоматических систем наземных транспортно-технологических машин.

Задачи:

• изучение принципов функционирования автоматических систем наземных транспортно-технологических машин;
  
• ознакомление с конструкционными особенностями автоматических систем наземных транспортно-технологических машин;
  
• овладение теоретическими основами и конкретными методиками построения систем автоматического управления автотракторной техникой.
  

2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части учебного цикла М2 - Профессиональный цикл (М2.В1).

При изучении дисциплины «Автоматические системы наземных транспортно-технологических машин» необходим материал, излагаемый в учебных дисциплинах: «Математика», «Информатика», «Физика», «Теоретическая механика», «Теория колебаний», «Теория механизмов и машин», «Гидравлика и гидропривод», «Конструкция автомобилей и тракторов», «Конструирование и расчет автомобиля», «Основы теории и динамики автотракторных двигателей», «Теория автомобиля», «Теория автоматических систем управления».

Дисциплины «Автоматические системы наземных транспортно-технологических машин» необходима для освоения магистрантами параллельно изучаемых курсов: «Конструирование и расчет наземных транспортно-технологических машин», «САПР наземных транспортно-технологических машин», «Исследования и испытания наземных транспортно-технологических машин» и других дисциплин профессионального цикла.


3 Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по направлению подготовки:

а) общекультурных (ОК):

- способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изучению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

- Способен к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями ООП магистратуры) (ОК-7);

б) профессиональных (ПК):

- имеет навыки работы с компьютером как средством управления, в том числе в режиме удаленного доступа, готов работать с программными средствами общего и специального назначения (ПК-4);

- способен анализировать состояние и динамику развития наземных транспортно-технологических машин, их технологического оборудования и комплексов на их базе (ПК-5);

- способен осуществлять планирование, постановку и проведение теоретических и экспериментальных научных исследований по поиску и проверке новых идей совершенствования наземных транспортно-технологических машин, их технологического оборудования и создания комплексов на их базе (ПК-6);

- способен разрабатывать варианты решения проблемы производства наземных транспортно-технологических машин, анализировать эти варианты, прогнозировать последствия, находить компромиссные решения в условиях многокритериальности и неопределенности (ПК-8).

В результате прохождения курса магистранты должны приобрести:

ЗНАНИЯ фундаментальных принципов функционирования и теоретических основ построения автоматических систем наземных транспортно-технологических машин;

УМЕНИЯ в области разработки имитационных моделей, позволяющих проводить поиск алгоритмов работы автоматических систем управления, обеспечивающих подвижность наземных транспортно-технологических машин;

НАВЫКИ создания алгоритмов работы автоматических систем управления наземными транспортно-технологическими машинами.


4 Содержание и структура дисциплины

4.1 Содержание разделов дисциплины

№ раздела	Наименование раздела	Содержание раздела	Форма текущего контроля
1	2	3	4
1	Введение в курс «Автоматические системы наземных транспортно-	Автоматическое управление. Системы автоматического управления. Классификация транспортно-технологических систем. Иерархия задач управления НТТМ. Классификация систем управления НТТМ. Структурная схема НТТМ.	Т
1	2	3	4
	технологических машин (НТТМ)»	Структурно-функциональная схема НТТМ. Критерии принятия решений при управлении. Разделение систем управления (СУ) по антропологическому признаку. Схема уровней СУ. Технические средства систем управления наземными транспортно-технологическими машинами. Современное состояние и тенденции развития автомобильных электронных систем.
2	1-я задача управления: управление скоростью движения НТТМ.	Автоматическое управление энергетической установкой. Системы впрыска бензина. Система питания Common Rail. Системы изменения фаз газораспределения. Электронные системы управления силовой передачей. Принцип действия автоматической коробки перемены передач. Гидротрансформаторные автоматические трансмиссии. Механические коробки передач с электронным управлением (автоматизированные коробки передач). Автоматические коробки передач с двойным сцеплением. Коробки передач с вариаторами. Электронные тормозные системы. Электрогидравлическая тормозная система. Электропневматическая тормозная система. Автоматические системы поддержания скорости и дистанции в транспортном потоке. Адаптивный круиз-контроль. Система поддержания скорости с передачей информации от лидирующего ТС.	Т
3	2-я задача управления: поддержание курсового движения НТТМ	Электронные системы рулевого управления. Гидроусилители руля с электронной регулировкой работы распределителя. Электромеханические усилители руля. Системы активного рулевого управления. Электроуправление поворотом колес автомобиля.	Т
4	3-я задача управления: задача поддержания подвижности.	Глобальная проблема управления НТТМ – подержание устойчивого и безопасного движения. Понятие подвижности НТТМ. Локальные задачи подвижности: жизнестойкость и	Т
1	2	3	4
		мобильность. Управление мобильностью НТТМ. Поддержание жизнеспособности НТТМ. Системы дублирования и восстановления.
5	4-я задача управления: предотвращение критических ситуаций.	Основы физики движения тормозящего колеса. Принцип действия антиблокировочной системы (АБС). Компоненты антиблокировочной системы (АБС). Варианты регулирования АБС. Антиблокировочные тормозные системы (АБС) грузовых автомобилей. Электронное распределение тормозных сил. Система аварийного торможения. Системы управления силой тяги на ведущих колесах. Противобуксовочные системы (ПБС). Система электронного контроля устойчивости (ЭКУ). ЭКУ и активная безопасность автомобиля. Теоретические основы управления курсовой устойчивостью автомобиля. Действие системы ЭКУ. Структурная схема системы ЭКУ. Функциональная схема системы ЭКУ. Конструктивные особенности элементов системы ЭКУ. Эффективность работы системы ЭКУ. Системы электронного контроля устойчивости для большегрузных автомобилей. Системы распределения крутящего момента. Система полного привода xDrive. Активные дифференциалы. Структурная схема и принцип действия трансмиссии SH-AWD.	Т
6	Автоматические системы управления подвеской автомобиля.	Характеристика систем управления жесткостью и демпфированием подвески. Система регулирования жесткости подвески с пневматическим упругим элементом. Система регулирования жесткости подвески с гидропневматическим упругим элементом. Активные подвески. Гидропневматическая подвеска. Подвеска с пневмоэлементами. Амортизатор с управляемым перепускным клапаном.	Т
1	2	3	4
		Активные стабилизаторы поперечной устойчивости. Системы управления кинематикой подвески.
7	Электронные системы пассивной безопасности.	Система подушек безопасности. Система защиты от бокового удара. Активные подголовники. Система натяжения ремней безопасности. Комплексные системы безопасности. Тенденции в совершенствовании средств безопасности.	Т
8	Автомобильные бортовые информационные системы.	Система «водитель – автомобиль – дорога – среда». Интеллектуальные транспортные системы (ИТС). ИТС в обеспечении безопасности. ИТС в организации дорожного движения. Системы мониторинга и контроля в ИТС. Подсистемы ИТС в транспортных средствах. Подсистемы ИТС, интегрирующие функции инфраструктуры и транспортных средств. Подсистемы ИТС в дорожной инфраструктуре. Средства отображения информации на автомобилях. Бортовая система контроля. Навигационные системы автомобилей. Вспомогательные информационные системы.	Т
9	Системы поддержания проходимости.	Проходимость как эксплуатационное свойство и критическая характеристика конструкции машины. Передвижение НТТМ вне дорог. Классификация эксплуатационных условий функционирования машин. Функциональное назначение машин. Пространственные и временные характеристики оперативной концепции машины. Оперативные ограничительные факторы функционального назначения машины. Классификация машин по типу движителя. Введение в теорию систем местность-машина. Основные модели взаимодействия движителя машины с полотном пути. Автоматические системы поддержания профильной и опорной проходимости машины.	Т
1	2	3	4
10	Беспилотные наземные транспортно-технологические машины (БНТТМ).	Современное состояние и тенденции развития БНТТМ. Общие сведения о планетоходах. Мобильные роботы. Робототехнические комплексы на базе колесных и гусеничных машин. Задачи управления движением БНТТМ. Мониторинг окружающей среды. Классификация сенсорных систем. Сенсорные системы БНТТМ. Вычислительные аппаратные средства БНТТМ. Функционально-структурная схема общей системы управления БНТТМ	Т
11	Синтез систем управления НТТМ.	Основные положения синтеза систем управления. Процесс синтеза системы управления. Определение целей управления. Выбор переменных подлежащих управлению. Выбор конфигурации системы управления: алгоритмическая и функциональная структура СУ. Модели объектов управления: линеаризованная модель, нелинейная модель, нейросетевая модель. Построение (определение) закона управления. Выбор регулятора (СУ) и определение ключевых параметров, подлежащих настройке. Моделирование регулятора (программная реализация СУ): ПИД – регуляторы, нечеткие регуляторы, нейросетевые регуляторы, гибридные СУ, конечные автоматы. Оптимизация параметров, анализ качества системы. Пересчет системы управления к цифровому аналогу. Апробация на прототипе.	Т
12	Современные положения теории автоматического управления сложными динамическими объектами.	Введение в системы автоматического управления. Математические модели систем. Линеаризация нелинейных моделей объектов. Преобразование Лапласа. Передаточная функция. Типовые динамические звенья. Структурные схемы. Модели в переменных состояния. Анализ систем управления. Требования к управлению. Точность. Устойчивость линейных систем. Качество процессов управления и	Т, ЛР
1	2	3	4
		методы его оценки. Робастность. Синтез систем управления с обратной связью. Классическая схема. Трехканальные (П, ПИ, ПИД) регуляторы. Метод корневого годографа. Дискретные системы автоматического регулирования и управления. Цифровые системы управления. Нелинейные системы автоматического регулирования и управления. Моделирование систем управления с помощью MATLAB.
13	Разработка моделей движения наземных транспортно-технологических машин и моделей систем управления их подвижностью	Математическое моделирование. Имитационное моделирование. Модели, позволяющие проводить поиск алгоритмов работы систем управления НТТМ. Обзор программных средств разработки имитационных моделей движения НТТМ. Реализация математических моделей движения НТТМ средствами программного обеспечения. Моделирование движения НТТМ в программном комплексе MATLAB/Simulink.	Т, ЛР
14	Техническая реализация систем управления, обеспечивающих подвижность колесных машин.	Модельно-ориентированное проектирование систем управления. Функционал для разработки прототипов систем управления и их тестирования в связке модель-устройство. Аппаратно-программное тестирование. Программное тестирование. Процессорно-программное тестирование. Создание экспериментальных образцов систем управления, обеспечивающих подвижность НТТМ.	Т
15	Применение интеллектуальных технологий при обеспечении подвижности НТТМ.	Искусственный Интеллект (ИИ). Теоретические основы создания систем ИИ. Подходы к созданию систем ИИ. Экспертные системы. Когнитивные системы. Искусственные нейронные сети. Модель Биологического Нейрона. Обучение многослойных сетей методом обратного распространения ошибки. Нейросетевая технология и синтез систем управления,	Т
1	2	3	4
		обеспечивающих подвижность НТТМ. Аппарат нечеткой логики. Роль аппарата нечеткой логики при решении задач поддержания подвижности НТТМ. Гибридные интеллектуальные системы. Введение в теорию конечных автоматов. Использование теории конечных автоматов при синтезе систем управления, обеспечивающих подвижность НТТМ.