Рабочая программа дисциплины «основы теории управления» Направление подготовки

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Цели освоения дисциплины Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 4. Структура и содержание дисциплины 4.2. Содержание лекционных занятий 4.3. Содержание практических занятий – 5. Образовательные технологии 6.1. Перечень заданий для самостоятельной работы 6. 2. Перечень примерных тем курсовых работ. 6.3. Перечень вопросов к промежуточной аттестации. 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 7.2. Дополнительная литература.

Подобный материал:

• Рабочая программа дисциплины «маркетинг персонала» Рекомендуется для направления подготовки, 153.5kb.
• Рабочая программа дисциплины «теоретические основы теплотехники» Направление подготовки, 554.69kb.
• Рабочая программа дисциплины «Психофизиология профессиональной деятельности» Рекомендуется, 196.33kb.
• Рабочая программа наименование дисциплины Основы теории литературы Направление подготовки, 323.38kb.
• Рабочая программа дисциплины «Основы технологии машиностроения» Направление подготовки, 365.59kb.
• Рабочая программа дисциплины «Интегрированные системы проектирования и управления», 208.14kb.
• Рабочая программа дисциплины «Основы программирования» Направление подготовки, 297.66kb.
• Рабочая программа дисциплины «Информационное обеспечение управления» Направление подготовки, 265.21kb.
• Рабочая программа дисциплины «Организация и технология документированного обеспечения, 185.78kb.
• Рабочая программа дисциплины основы эстетики направление (специальность) ооп, 257.76kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»


Факультет Дизайна и Компьютерных Технологий


«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе


______________ А.Ю. Александров


«______»______________ 20__ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ»


Направление подготовки

230700 «Прикладная информатика»


Профиль подготовки

6 «Дизайн»


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

очная


Чебоксары

2010

Рабочая программа основана на требованиях Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 2307000 «Прикладная информатика», утвержденного Приказом Минобрнауки 00.00.2010 г. № 000.


Составитель: доцент кафедры компьютерных технологий Захаров В.Г.


Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры – компьютерных технологий (протокол № 03 от ноября 2010 г.).


Зав. кафедрой: профессор Желтов В.П. ______________


Рабочая программа согласована с Методической комиссией выпускающего факультета – «Дизайн и компьтерные технологии».


Председатель комиссии, декан: профессор Желтов В.П ________________


СОГЛАСОВАНО:

Зам. начальника УМУ: доцент М.Ю. Харитонов __________________

1. ^ Цели освоения дисциплины
   

Целью освоения данной дисциплиной является получение знаний об автоматических системах управления и формирование у студентов навыков их анализа, синтеза и использования результатов в разработке, наладке и эксплуатации электротехнических установок.

2. ^ Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
   

Курс «Основы теории управления» относится к общепрофессиональным дисциплинам. В процессе изучения данной дисциплины происходит закрепление, расширение и углубление теоретических знаний и навыков, полученных при знакомстве с предшествующими учебными дисциплинами: «Физика», «Высшая математика», «Информатика и программирование», «Теория автоматов», «Электротехника, электроника и схемотехника ».

^ 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

• Знать:
  

- современное состояние и проблемы развития теории автоматического управления;

- математический аппарат, используемый теорией;

- суть методов подхода и решения задач автоматического управления;

- принципы построения и структуру систем автоматического управления;

- технические и программные средства.

• Уметь:
  

- использовать формальный аппарат для анализа динамических звеньев и передаточных характеристик автоматических систем управления и регулирования;

- применять методы анализа и синтеза технической структуры автоматических систем управления и регулирования;

• Владеть:
  

- фундаментальными теоретическими знаниями о характеристиках и параметрах линейных и нелинейных систем регулирования и управления;

- современными математическими пакетами для моделирования автоматических систем управления и регулирования.

^ 4. Структура и содержание дисциплины


4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)							Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лекции	Практ. зан.	Лабор. зан.	КСР *	СРС **	Всего	Из ауд. зан. в интер. форме
1	Основы теории управления	3	16	32		32	2	123	216	16	Тест, экзамен
	Итого			32		32	2	123	216	16

* Контроль самостоятельной работы: аудиторные занятия для проверки самостоятельной работы студентов, приема зачета, проведения текущих консультаций.

** Самостоятельная работа студента, включая курсовой проект, курсовую работу, расчетно-графические работы.


^ 4.2. Содержание лекционных занятий (32 часа)

1. Введение. Основные понятия и определения. Механизация и автоматизация производства. Классификация систем автоматического управления (САУ). Основные принципы управления.

2. Математические модели САУ. Получение дифференциальных уравнений систем. Преобразование Лапласа в теории управления. Передаточные функции САУ.

3. Методы преобразования структурных схем. Обратные связи в теории управления.

4. Временные (переходная и весовая) функции САУ. Частотные характеристики систем - амплитудно-частотная, амплитудно-фазовая, логарифмические характеристики, их построение.

5. Типовые динамические звенья САУ. Безинерционные, апериодические, колебательные, интегрирующее, дифференцирующее, упругие звенья, их временные и частотные характеристики.

6. Устойчивость САУ. Признаки устойчивости. Критерии устойчивости Гурвица, Найквиста, Михайлова. Логарифмический критерий устойчивости. Запасы устойчивости.

7. Управляемость и наблюдаемость, инвариантность и чувствительность систем управления.

8. Корневые и интегральные оценки качества регулирования. Методы синтеза САУ.

9. Синтез САУ по логарифмическим характеристикам.

Построение желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики.

10. Синтез последовательного корректирующего устройства.

11. Синтез параллельного корректирующего устройства.

12. Типы нелинейных звеньев и их гармоническая линеаризация.

13. Анализ нелинейных САУ методом фазовой плоскости.

14. Анализ нелинейных САУ методом припасовывания интервалов.

15. Символьный анализ САУ.

16. Заключение. Научные и инженерные проблемы

в теории автоматического управления.


^ 4.3. Содержание практических занятий – не предусмотрено по плану.


4.4. Содержание лабораторных занятий (16 часов)

1. Ознакомление с подпрограммой Simulink (Matlab 6.5).
   
2. Математическое моделирование динамических звеньев.
   
3. Временные и частотные характеристики статических и астатических САУ.
   
4. Исследование устойчивости САУ по критерию Найквиста
   
5. 5.Исследование качества регулирования в статических САУ.
   
6. 6.Исследование качества регулирования в астатических САУ.
   
7. Синтез САУ с последовательным корректирующим устройством.
   
8. Исследование нелинейных звеньев и нелинейной САУ
   

методом фазовой плоскости.


^ 5. Образовательные технологии

- компьютерные классы (Ж-201, Ж-206); пакет Маtlab версия 6.5;

- действующий лабораторный макет.


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


^ 6.1. Перечень заданий для самостоятельной работы

и проведения текущего контроля.


1. Цифровые системы управления.

2. Дискретные САУ.

3. Использование микропроцессоров и микро-ЭВМ в системах управления.

4. Особенности математического описания дискретных систем управления.

5. Дискретное преобразование Лапласа.

6. Импульсные САУ, анализ точности регулирования.

7. Частотные методы анализа импульсных систем.

Проведение текущего контроля производится по тестам.


^ 6. 2. Перечень примерных тем курсовых работ.

1. Синтез статических САУ при помощи корректирующих устройств.
   
2. Синтез астатических САУ при помощи корректирующих устройств.
   
3. Символьный расчет переходных характеристик статических САУ.
   
4. Символьный расчет переходных характеристик астатических САУ.
   
5. Символьный расчет частотных характеристик статических САУ.
   
6. Символьный расчет частотных характеристик астатических САУ.
   

^ 6.3. Перечень вопросов к промежуточной аттестации.

1. Классификация систем автоматического управления (САУ).
   
2. Основные принципы управления.
   
3. Математические модели САУ.
   
4. Получение дифференциальных уравнений систем.
   
5. Преобразование Лапласа в теории управления.
   
6. Передаточные функции САУ.
   
7. Построение передаточной функции двигателя постоянного тока
   
8. Методы преобразования структурных схем.
   
9. Обратные связи в теории управления.
   
10. Временные (переходная и весовая) характеристики САУ.
    
11. Частотные характеристики систем.
    
12. Амплитудно-частотная характеристика систем. Построение.
    
13. Фазо-частотная характеристика систем.
    
14. Логарифмическая характеристика систем.
    
15. Апериодические звенья САУ. Временные и частотные характеристики.
    
16. Колебательные звенья САУ. Временные и частотные характеристики.
    
17. Интегрирующие звенья САУ. Временные и частотные характеристики.
    
18. Дифференцирующие звенья САУ. Временные и частотные характеристики.
    
19. Звено запаздывания. Временные и частотные характеристики.
    
20. Устойчивость САУ.
    
21. Алгебраический критерий Гурвица.
    
22. Частотный критерий устойчивости Михайлова
    
23. Критерий устойчивости Найквиста.
    
24. Логарифмический критерий устойчивости.
    
25. Инвариантность и чувствительность систем управления.
    
26. Корневые и интегральные оценки качества регулирования.
    
27. Синтез САУ по логарифмическим характеристикам.
    
28. Построение желаемой логарифмической амплитудно-
    

частотной характеристики.

29. Синтез САУ с последовательным корректирующим устройством.
    
30. Синтез САУ с параллельным корректирующим устройством.
    
31. Символьный анализ САУ.
    
32. Виды нелинейностей.
    
33. Преобразование структурных схем с нелинейными элементами.
    
34. Анализ нелинейных САУ метод гармонического баланса.
    
35. Анализ нелинейных САУ метод фазовой плоскости.
    
36. Устойчивость и автоколебания в нелинейных САУ.
    

^ 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:


7.1.Основная литература.

1. Бесекерский В.А. Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука. 1975.
   
2. Парахина В.Н., Ушвицкий Л.И. Основы теории управления. Учебное пособие (ГРИФ), М.:2003, -560 с.
   
3. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматизированного регулирования и управления. - М., Наука, 1989.
   
4. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматизированного регулирования и управления. - М., Наука, 1989.
   
5. Суровцев В. Н. Теория автоматического управления. Практикум – Чебоксары, Изд-во Чуваш. ун-та, 1995.
   
6. Суровцев В. Н. Теория автоматического управления: Учеб. пособие/ В. Н. Суровцев, Н. В. Донской. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2001.- 191с.
   
7. Захаров В.Г. Расчет электрических цепей по модифицированным правилам Кирхгофа: Учеб. пособие/ Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2006.- 128 с.
   
8. Захаров В.Г. Символьные расчеты в электротехнике, электронике и автоматике: Учеб. пособие/ Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2011.- 80 с.
   

^ 7.2. Дополнительная литература.

1. Белов Г.А. Теория автоматического управления. Дискретные и нелинейные системы автоматического управления: Учебн. пособие. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2009.- 448 с.
   
2. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. - М.: Энергия, 1985.
   
3. Васильев Д.В., Чуич В.Г. Системы автоматического управления (примеры расчета). - М.: Высшая школа. 1982.
   
4. Теория автоматического управления. Линейные непрерывные системы. Методические указания к лабораторным работам. – Чебоксары: Изд-во ЧГУ, 1988.
   
5. Мухин В. Основы теории управления. Учебник для вузов.М.: 2003. -256 с.