WWW.INFO.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Интернет документы
 

«ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» Факультет энергетики и электроники Кафедра «Электронные, радиоэлектронныеи электротехнические системы» ...»

-1070087-68994600МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Факультет энергетики и электроники

Кафедра «Электронные, радиоэлектронныеи электротехнические системы»

УТВЕРЖДАЮ

И. о. первого проректора по учебной работе

________________ А. П. Мысютин«_____» ________________ 2013 г.

Рабочая программа №_____

учебной дисциплины М1.06

«Теория нелинейных систем автоматического управления»

Код и название направления подготовки: 210100 – «Электроника и наноэлектроника»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

Брянск 2013

-1070087-72009100Рабочая программа учебной дисциплины «Теория нелинейных систем автоматического управления» для направления подготовки 210100 – «Электроника и наноэлектроника»

Разработал:

канд. техн. наук, доцент/ В. А. Хвостов /

Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры

от «_____» __________ 201__ г., протокол №_____

Заведующий кафедрой

канд. техн. наук, доцент/ В. А. Хвостов /

Согласовано:

Начальник учебно-методического управления

доктор техн. наук, профессор/ А. А. Реутов /

© Хвостов В.А..

© ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Предисловие

Изучение теории нелинейных систем автоматического управления (САУ), а также методов их исследования и коррекции, в настоящее время стало совершенно необходимой составной частью инженерного проектирования автоматических систем. Строго говоря, все реальные системы управления являются в большей или меньшей степени нелинейными. С инженерной точки зрения допустимо их рассматривать как линеаризованные, если ошибка линеаризации лежит в пределах точности расчета. При этом используется теория линейных систем автоматического управления, как более простая и методически хорошо разработанная. Если нелинейные характеристики элементов САУ существенно изменяют те или иные параметры и характеристики систем управления, а также выявляют её новые качества, то необходимо использовать теорию нелинейных систем.

Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины - получение новых знаний по основам теории нелинейных систем автоматического управления, необходимых при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации таких систем. Основная задача предлагаемого курса по выбору состоит в том, чтобы изложить нелинейную теорию с наибольшей наглядностью. В процессе изложения новой дисциплины необходимо сделать акцент на таких вопросах и методах, которые наиболее доступны для инженерных расчетов при анализе и проектировании нелинейных систем автоматического регулирования и управления.

Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина относится к дисциплинам по выбору в общенаучном цикле основной образовательной программы подготовки магистров по направлениям 140400 «Электротехника и электроэнергетика».

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами по теории автоматического управления в процессе обучения в бакалавриате. Теория нелинейных систем автоматического управления базируется на теории линейных систем, изучаемой в курсе «Теория автоматического управления» бакалавриата, и при этом существенно расширяет понятия об управлении. Она позволяет теоретически определить такие свойства системы, которые по теории линейных систем не определяются. При изложении нелинейной теории систем автоматического управления также используются знания по дисциплинам «Дополнительные главы математики», «Методы математического моделирования», изучаемым ранее в магистратуре.

Знания, полученные в результате освоения дисциплины «Теория нелинейных систем автоматического управления» используются далее при освоении дисциплин «Мехатроника», «Теория нелинейных импульсных систем», «Современные электропреобразовательные системы», а также при выполнении научно-исследовательских работ в соответствии с учебным планом.

Компетенции обучающихся, формируемые

в результате освоения дисциплины

Коды компетенций по ФГОС ВПО Наименование компетенции Результат освоения

1 2 3

ОК Общекультурные компетенции

ОК-2 Способность совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень - знать: способы поиска, обобщения, анализа и восприятия информации;

- уметь: использовать основные положения науки при решении профессиональных задач;

- владеть: культурой мышления, способами и средствами познания, обучения и самоконтроля

ПК Профессиональные компетенции

Общепрофессиональные компетенции

1 2 3

ПК-3 Способность понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения - знать: основные положения теории нелинейных САУ;

- уметь: применять методы анализа и синтеза нелинейных систем при создании и исследовании САУ с нелинейностями;

- владеть: принципами и методами анализа и синтеза нелинейных САУ

Профессиональные компетенции

ПК-17 Способность раз-рабатывать с ис-пользованием сов-ременных языков программирования и обеспечивать программную реа-лизацию эффектив-ных алгоритмов ре-шения сформулиро-ванных задач - знать: методы построения и исследования математических моделей нелинейных САУ;

- уметь: использовать прикладное программное обеспечение для построения и исследования математических моделей САУ;

- владеть: навыками построения математических моделей нелинейных САУ с помощью пакета прикладных программ MatLabПК-20 Способность де-лать научно-обос-нованные выводы по результатам теоретических и экспериментальных исследований, да-вать рекомендации по совершенство-ванию устройств и систем, готовить научные публика-ции и заявки на изобретения - знать: основные цели расчета и исследования нелинейных САУ; критерии их качества, методы оптимизации;

- уметь: обосновывать результаты исследования в отчетах и в ходе публичных выступлений;

- владеть: навыками презентации результатов выполненной работы с их четкой аргументацией, использованием профессиональной терминологии и необходимыми иллюстрациями

Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы

Вид учебной работы Всего часов Семестры

1 2

Аудиторные занятия (всего) 68 68

В том числе: Лекции (Л) 34 34

Лабораторные работы (ЛР) 34 34

Самостоятельная работа (СРС) (всего) 40 40

В том числе: Подготовка к занятиям 30 30

Самоподготовка

Вид промежуточной аттестации: - зачет 10 10

Общая трудоемкость: 108 часов

3 зачетных единицы 108 108

Содержание дисциплины

Содержание разделов дисциплины

№ Наименование раздела дисциплины Содержание раздела (дидактические единицы)

1 2 3

1 Особенности нелинейных систем и характеристики нелинейных звеньев Особенности нелинейных систем, классификация характеристик нелинейных элементов, типовые характеристики нелинейных звеньев, задачи анализа и синтеза нелинейных систем автоматического управления

2 Методы исследования нелинейных систем Метод фазовых траекторий, фазовое пространство, особые точки фазовых траекторий, фазовый портрет, метод точечных преобразований, метод гармонической линеаризации

1 2 3

3 Релейные системы автоматического регулирования Методы анализа релейных систем, скользящие режимы, релейные системы с логическим переключающим устройством, логические алгоритмы управления, вибрационная линеаризация реле

4 Устойчивость нелинейных систем Второй (прямой) метод Ляпунова, определение устойчивости по функции Ляпунова, критерий абсолютной устойчивости В.М.Попова, определение границ абсолютной устойчивости

5 Качество регулирования нелинейных систем Анализ симметричных автоколебаний, способы коррекции нелинейных систем, псевдолинейные корректирующие устройства

5.2.Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами.

№ п/п Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечи-ваемых (последующих) дисциплин

1 2 3 4 5

1 Теория нелинейных импульсных систем + + + +

2 Научно-исследовательская работа + + + + +

5.3.Разделы дисциплины и виды занятий (в часах).

п/п Наименование

раздела дисциплины Л ПЗ ЛР С СРС Всего часов

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Особенности нелинейных систем и характеристики нелинейных звеньев 4 - - - 4 8

2 Методы исследования нелинейных систем 10 - 10 - 11 31

3 Релейные системы автоматического регулирования 6 - 8 - 8 22

1 2 3 4 5 6 7 8

4 Устойчивость нелинейных систем 6 - 8 - 8 22

5 Качество регулирования нелинейных систем 8 - 8 - 9 25

Лекции, практические занятия, лабораторные работы, семинары

6.1.Лекции

п/п № раздела дисциплины Тематика лекций Трудоемкость (час.)

1 2 3 4

1 1 Особенности процессов в нелинейных системах 2

2 1 Типовые нелинейные звенья 2

3 2 Метод фазовых траекторий 2

4 2 Типы особых точек, фазовые портреты линейных систем 2

5 2 Влияние нелинейных элементов на характеристику выходного сигнала, предельные циклы фазовых траекторий 2

6 2 Метод точечных преобразований 2

7 2 Метод гармонической линеаризации 2

8 3 Особенности релейных систем, анализ релейных систем методом фазовых траекторий 2

9 3 Использование скользящего режима в релейных системах 2

10 3 Релейные системы с логическим переключением 2

11 4 Анализ устойчивости по второму (прямому) методу Ляпунова, определение устойчивости по функции Ляпунова 2

12 4 Критерий абсолютной устойчивости В.М.Попова 2

1 2 3 4

13 4 Определение границ абсолютной устойчивости, область рабочего автоколебательного режима 2

14 5 Анализ симметричных автоколебаний по диаграмме качества 2

15 5 Способы коррекции нелинейных систем, компенсация влияния нелинейности в виде зоны нечувствительности 2

16 5 Компенсация влияния нелинейностей путем включения в цепь звена с желаемой характеристикой 2

17 5 Компенсация влияния нелинейности с помощью дополнительной обратной связи, псевдолинейные корректирующие устройства 2

6.2.Практические занятия

Практические занятия по данной дисциплине не предусмотрены

6.3.Лабораторные работы.

п/п № раздела дисциплины Названия лабораторных работ Трудоемкость (час.)

1 2 3 4

1 2 Фазовые портреты линейных систем 2

2 2 Моделирование нелинейных систем 4

3 2 Метод гармонической линеаризации 4

4 3 Фазовые портреты релейных систем 4

5 3 Скользящие режимы в релейных системах 4

6 4 Устойчивость нелинейных систем 4

7 4 Определение границ абсолютной устойчивости и областей рабочего автоколебательного режима 4

1 2 3 4

8 5 Коррекция нелинейных систем включением в цепь звена с желаемой характеристикой 4

9 5 Коррекция нелинейных систем введением дополнительной обратной связи 4

6.4. Семинары

Семинары в данной дисциплине учебным планом не предусмотрены.

6.5.Учебные занятия, проводимые в интерактивной форме

В интерактивной форме проводится защита результатов исследований, выполненных в ходе лабораторного практикума по разделам №№ 2-5 общей трудоемкостью 34 часа.

7. Самостоятельная работа студентов.

п/п Наименование

раздела

дисциплины Вид самостоятельной работы Трудоемкость

(час.)

1 2 3 4

1 Особенности нелинейных систем и характеристики нелинейных звеньев - самостоятельное освоение теоретического материала

4

2 Методы исследования нелинейных систем - самостоятельное освоение теоретического материала

- подготовка к выполнению лабораторных работ

- подготовка к зачету 4

4

3

3 Релейные системы автоматического регулирования - самостоятельное освоение теоретического материала

- подготовка к выполнению лабораторных работ

- подготовка к зачету 3

3

2

4 Устойчивость нелинейных систем - самостоятельное освоение теоретического материала

- подготовка к выполнению лабораторных работ

- подготовка к зачету 3

3

2

1 2 3 4

5 Качество регулирования нелинейных систем - самостоятельное освоение теоретического материала

- подготовка к выполнению лабораторных работ

- подготовка к зачету 3

3

3

8.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического регулирования. Серия: Специалист / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов – М: Изд-во «Профессия», 2007. – 752 с.

б) дополнительная литература:

1. Власов К.П. Теория автоматического управления. Учебное пособие. – Харьков, Изд-во «Гуманитарный центр», 2007. – 526 с.

2. Ким Д.П. Теория автоматического управления, т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы: учебное пособие. – М.: Изд-во «Физматлит», 2009. – 64 с.

в) справочная литература:

1. Справочник по теории автоматического управления. / Под ред. А. А. Красовского. – М: Наука, 1987. – 712 с.

9.Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Лекции и практические занятия проводятся в аудитории, оснащенной мультимедийными средствами для демонстрации прикладного программного обеспечения, видеоматериалов и т. п.

Лабораторные занятия проводятся по индивидуальным заданиям путем исследования различных процессов в нелинейных системах автоматического управления путем моделирования этих процессов на персональных ЭВМ с помощью пакета прикладных программ «MatLab» в вычислительном центре кафедры «Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы». Защита результатов исследования проходит в интерактивной форме в ходе публичного выступления с предоставлением презентаций и ответов на вопросы всех присутствующих на защите магистрантов. Преподаватель ведет процедуру защиты, задает вопросы и оценивает ее результат.

10.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

10.1.Методические рекомендации для преподавателей

При изложении учебного материала следует учитывать, что дисциплина «Теория нелинейных систем автоматического управления» охватывает весьма значительное количество приложений в различных областях науки и техники, поэтому с учетом небольшого объема в курсе лекций можно остановиться только на ряде приложений, относящихся к управлению автоматизированным электроприводом и устройствами промышленной электроники. В приложении к другим областям он должен иметь обзорный характер. Однако, не смотря на это, необходимо уделить должное внимание базовым положениям дисциплины, а также отразить новейшие достижения в данной области науки и перспективы ее развития.

Значительный объем лабораторных занятий требует высокой эффективности их проведения. Рекомендуется проводить их на последних этапах по завершении циклов, относящихся к отдельным разделам, в интерактивной форме, привлекая к обсуждению результатов исследований всех присутствующих студентов, используя принцип состязательности. При возникновении затруднений у любого числа студентов в понимании отдельных положений, методов решения и т. п. должны следовать исчерпывающие разъяснения. Напротив, при проведении собеседований по каждой отдельной лабораторной работе необходимо обеспечить полную самостоятельность каждого из студентов с помощью индивидуальных заданий.

Ряд лабораторных исследований реализуется методом имитационных экспериментов, поэтому важнейшей задачей преподавателя является помощь в освоении студентами методов компьютерного моделирования различных блоков и узлов систем автоматического управления с помощью пакета прикладных программ «MatLab». При этом цель лабораторных работ должна заключаться не только в освоении принципов построения математических моделей нелинейных систем автоматического управления, но и в освоении методов исследования, анализа и синтеза этих систем с заданными характеристиками на основе этих моделей.

10.2.Методические рекомендации для обучающихся.

Учитывая небольшой объем лекционного курса, для успешного освоения дисциплины необходима регулярная и планомерная работа с рекомендуемой литературой. В случае выявления материала, вызывающего затруднения для понимания, следует обратиться к преподавателю на ближайшей лекции или лабораторном занятии с заранее сформулированными вопросами.

В процессе самостоятельной работы следует занимать активную позицию и пользоваться не только рекомендованной литературой, но и дополнительно найденными источниками.

Особенностью лабораторного практикума по дисциплине «Теория нелинейных систем автоматического управления» является его направленность на подготовку как к научно-исследовательской и проектно-конструкторской видам деятельности. Это требует с одной стороны освоения методов компьютерного моделирования, а с другой методов исследования, анализа и синтеза систем автоматического управления с заданными свойствами при наличии в их составе тех или иных нелинейностей.

Для правильного планирования экспериментов, получения требуемых результатов, надлежащего оформления отчета следует внимательно изучать соответствующие методические материалы и придерживаться приведенных в них указаний. Знание ответов на поставленные в каждой лабораторной работе контрольные вопросы является необходимым, но не достаточным условием успешной сдачи работы. Необходимо продумать обоснование выбранных методов исследования, достоверности полученных результатов и адекватности выводов.

При подготовке к интерактивной защите результатов исследований, полученных в ходе выполнения лабораторных работ, необходимо использовать современные средства представления этих результатов в виде компьютерных презентаций.

Аннотация рабочей программы дисциплины

«Теория нелинейных систем автоматического управления»

Код и название направления подготовки (специальности): 210100 – «Электроника и наноэлектроника»

Профиль: «Промышленная электроника и микропроцессорная техника»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

1. Цель дисциплины:

Получение новых знаний по основам теории нелинейных систем автоматического управления, необходимых при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации таких систем.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к дисциплинам по выбору в общенаучном цикле.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие следующих компетенций (коды, в соответствии с ФГОС ВПО) ОК-2, ПК-3, ПК-17, ПК-20.

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов).

5. Основные разделы дисциплины:

Особенности нелинейных систем и характеристики нелинейных звеньев; методы исследования нелинейных систем; релейные системы автоматического регулирования; устойчивость нелинейных систем; качество регулирования нелинейных систем.

6. Автор: Хвостов В. А., к.т.н., доцент

7. Рабочая программа дисциплины рассмотрена на заседании кафедры

«Электронные, радиоэлектронные и электротехнические системы»

от « 18 » января 2013 г., протокол № 5 и утверждена

и. о. первого проректора по учебной работе «___» _______________ 20__ г.

Похожие работы:

«Дорогой читатель! Мир не стоит на месте, а в "постоянной", тенденций за модой строительства, вдохновляет новыми проектами.  С каждым днем умы архитектуры, дизайна, программисты создают все новые и новые объекты, дома, магазины, офисы и т.д., сти...»

«ИГРОВАЯ  ВВОДНАЯ Участники лагеря – это путешественники,  попавшие на остров Страповрем  (страна потерянного времени). Это место где скапливается время, которое ежедневно теряют все жители планеты. Для тех, кто попадает в эту страну, время останавливается. Время не уходит, оно все время поступает из внешнего источник...»

«КРАТКИЙ КОНСПЕКТ по изучению дисциплины "Формирование и анализ интеграционной финансовой отчетности строительных организаций" Все организации, за исключением бюджетных, представляют бухгалтерскую отчетность в соответствии с учредительными документами. Государственные и муниципальные у...»

«ПЕРЕЧЕНЬ протоколов вскрытия конвертов и оценке предложений и выбору победителя по результатам закупок ЗАО "Авиастар-СП" Д.У. за 2013г. № п/п Наименование закупки Дата заседания комиссии Победитель Цена Условия оплаты, поставки № прото-кола Дата 1 Право заключения договора на ремонт ИВПП аэропорта "Ульяновск-Восточный" 03.06.2013 ООО "Стр...»

«СОВЕТ АФИПСКОГО ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯСЕВЕРСКОГО РАЙОНАРЕШЕНИЕ 30.10.2014 № 15 пгт Афипский О земельном налогеВ соответствии с главой 31 Налогового кодекса Российской Федерации и статьей 26 устава Афипского городского поселения Северского района, Совет Афипского городского поселения Севе...»

«Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Катайгинская средняя общеобразовательная школа " "РАССМОТРЕНО" "СОГЛАСОВАНО" "УТВЕРЖДЕНО" на заседании МО Зам. директора по УР на заседании...»

«ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ "ИНСТИТУТ БИЗНЕСА И МЕНЕДЖМЕНТА ТЕХНОЛОГИЙ" БЕЛОРУССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Кафедра логистики Аннотация к дипломной работеСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЗАКУПОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬН...»

«КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН" В РЕЖИМЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ Автор: Владимиров Э.А., к.т.н.,доц.УНППИ УИПА Одной из важнейших дисциплин при подготовке инженеров машиностроительного профиля является теория механизмов и машин, а курсо...»

«(БЕЗВОЗМЕЗДНЫЙ) ДОГОВОР № на проведение учебной, производственной (преддипломной) практики студентов ФГБОУ ВПО "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербековаг. Нальчик "_"201г. ФГБОУ ВПО "Кабардино-Бал...»









 
2018 www.info.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - интернет документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.