МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ) ___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника
Профиль подготовки: Электрические станции
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ"
Цикл: | профессиональный | |
Часть цикла: | по выбору | |
№ дисциплины по учебному плану: | ИЭЭ, Б2.9.4 | |
Часов (всего) по учебному плану: | 180 чсов | |
Трудоемкость в зачетных единицах: | 5 | 6 семестр |
Лекции | 30 часов | 6 семестр |
Практические занятия | 15часов | 6 семестр |
Лабораторные работы | Учебным планом не предусмотрены | |
Расчетные задания, рефераты | 30 час самостоят. работы | |
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 135 час | |
Экзамены | 6 семестр | |
Курсовые проекты (работы) | Учебным планом не предусмотрены |
Москва - 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является обучение студентов вычислительным методам решения инженерных задач, методам алгоритмизации, построения и исследования с помощью компьютеров моделей объектов электроэнергетики.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
· владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
· использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики, в своей предметной области (ПК-1);
· демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовностью использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
· выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
· использовать информационные технологии в своей предметной области (ПК-10);
· использовать методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока (ПК-11);
· использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
Задачами дисциплины являются
· познакомить обучающихся с принципами построения математических моделей;
· дать информацию о структуре специализированного программного обеспечения для математического моделирования;
· научить выбирать алгоритмы решения для различных видов моделей.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к дисциплинам по выбору математического и естественно - научного цикла Б.2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Электрические станции" направления 140400 "Электроэнергетика и электротехника"
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Информатика», «Теоретические основы электротехники».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Основы автоматизированных систем управления электроустановок электростанций", "Основы автоматизированных систем управления электроустановок подстанций", а также программы магистерской подготовки.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
· методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
· методы анализа и моделирования линейных и нелинейных электрических цепей постоянного и переменного тока (ПК-11).
Уметь:
· выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3);
· использовать информационные технологии для построения математической модели (ПК-10);
· использовать современные информационные технологии, управлять информацией с применением прикладных программ; использовать сетевые компьютерные технологии, базы данных и пакеты прикладных программ в своей предметной области (ПК-19).
Владеть:
· основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками использования компьютера как средства работы с информацией (ОК-11);
· информационными технологиями, в том числе современными средствами компьютерной графики для построения математической модели (ПК-1).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.
№ п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
лк | пр | лаб | сам. | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Основы построения математических моделей | 7 | 6 | 2 | -- | 5 | Тест | |
1 | Статические модели | 32 | 6 | 8 | 4 | 20 | Проверка расчетных заданий | |
2 | Динамические модели | 32 | 6 | 8 | 4 | 20 | Проверка расчетных заданий | |
3 | Статистические модели | 30 | 6 | 6 | 4 | 20 | Проверка расчетных заданий | |
4 | Информационные модели | 41 | 6 | 6 | 3 | 32 | Проверка расчетных заданий | |
Зачет | 2 | 6 | -- | -- | -- | 2 | Проверка расчетных заданий | |
Экзамен | 36 | 6 | -- | -- | -- | 36 | устный | |
Итого: | 180 | 30 | 15 | 135 |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции
1.Основы построения математических моделей.
Классификация моделей. Модели непрерывных и дискретных систем. Статические и динамические модели. Имитационное моделирование. Этапы построения математических моделей. Модели объектов электротехники. Работа с библиотеками программ численных методов.
2. Статические модели.
Математические модели объектов энергетики, сводящиеся к системам алгебраических уравнений. Методы формирования и решения. Учет особенностей систем линейных алгебраических уравнений при описании электрических схем. Точность решения. Нелинейные модели установившихся режимов.
3. Динамические модели.
Математические модели, сводящиеся к системам обыкновенных дифференциальных уравнений. Исследование переходных процессов. Выбор метода и параметров численного интегрирования. “Жесткие” системы уравнений и методы их решения. Программы численного интегрирования систем ОДУ. Моделирование переходных процессов с использованием резистивных схем замещения. Формирование и исследование моделей объектов электротехники.
4. Статистические модели.
Параметры случайных величин. Генерация случайных чисел. Типовые законы распределения: равномерное, нормальное, Эрланга, Пуассона. Идентификация закона распределения по экспериментальным данным. Точность и надежность оценивания. Использование статистических критериев. Проверка статистических гипотез. Проведение имитационных экспериментов и статистическая обработка результатов.
Регрессионный анализ. Метод наименьших квадратов. Алгоритм получения оценок регрессии. Анализ исходных данных при построении регрессионных моделей.
5. Информационные модели.
Реляционная модель данных. Основные понятия. Операции над отношениями. Виды функциональных зависимостей. Нормализация отношений. СУБД ACCESS. Описание отношений. Типы данных. Основные принципы разработки интерфейса пользователя.
4.2.2. Практические занятия
1. Исследование объектов, описываемых системами линейных алгебраических уравнений.
2. Исследование объектов, описываемых системами нелинейных алгебраических уравнений.
3. Исследование объектов, описываемых системами обыкновенных дифференциальных уравнений.
4. Статистическая обработка случайных величин.
5. Построение регрессионной модели.
6. Анализ исходных данных и результатов при построении регрессионных моделей.
7. Разработка информационной модели для учета электрооборудования электростанции. Таблицы и структура базы данных.
8. Разработка информационной модели для учета электрооборудования электростанции. Запросы, отчеты, формы.
9. Разработка информационной модели для учета оборудования электростанции. Пользовательский интерфейс.
4.3. Лабораторные работы
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.
4.4. Расчетные задания
Формирование и расчет математических моделей объектов электроэнергетики.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в традиционной форме лекций.
Практические занятия выполняются на компьютерах с использованием специализированных программ.
Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям и расчетным заданиям, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются защита расчетных заданий.
Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.
Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.
В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
1. , , Копченова методы для инженеров: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по техн. направлениям и специальностям. - М.: Изд-во МЭИ, 2003.
2. Трофимов информационных моделей. Методические указания по курсу Математическое моделирование в электроэнергетике. Электронный ресурс http://es. mpei. *****/TrofimovAV/ LEKCIY. HTM
3. , , Хаустов моделирование в электроэнергетике. Лабораторные работы N 1-5. – М.: Издательство МЭИ, 2002.
4. , Трофимов моделирование в электроэнергетике. Лабораторные работы N 1-3. – М.: Издательство МЭИ, 2003.
б) дополнительная литература:
1. , , Трофимов новых информационных технологий при управлении работой электрических станций: учебное пособие / – Издательский дом МЭИ, 2006.
2. Очков пользователям Mathcad. - М.: Изд-во МЭИ, 2001, 194с.
3. Microsoft ACCESS 2000: учебный курс. – СПб.: Питер, 2001.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
MathCad
MS ACCESS
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной персональными компьютерами.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и профилю « Электрические станции».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к. т.н., доцент
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой «Электрические станции»
к. т.н., профессор
