3.3. Содержание модуля 3 (46 часов)
3.3.1. Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 4. Особенности математического описания и моделирования электромеханических систем (3 часа, УЗ – 2); ПК-11, 34, 35, 43, 49, 50.
Математическое описание силовых взаимодействий в электромеханических системах. Математические модели элементов систем управления электроприводов. Способы получения обобщенных математических моделей электромеханических систем. Учет и определение эквивалентных параметров элементов электромеханических систем. Особенности моделирования уравнений движений электроприводов при постоянном моменте инерции и различных законах изменения статического момента. Моделирование механизмов при изменяющемся моменте инерции электропривода. Особенности математического описания и моделирования двухмассовых механических систем с учетом люфта в передачах и их упругих деформаций. Особенности математического описания и моделирования трехмассовых механических систем с учетом люфта в передачах и их упругих деформаций. Особенности моделирования транзисторных преобразователей. Особенности моделирования вентильных преобразователей. Особенности моделирования широтно-импульсных модуляторов и преобразователей. Моделирование электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением при управлении по цепи якоря. Особенности моделирования электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением. Особенности моделирования электромеханических процессов в асинхронных электродвигателях. Особенности моделирования электромеханических процессов в синхронных электродвигателях. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования тока. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования напряжения. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с однозонным регулированием. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с двухзонным регулированием. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с учетом нелинейностей.
Литература раздел 4 [4, 5, 10, 11, 15, 16, 21-39]
3.3.2 Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах.
Наименование тем занятий | Количество часов | Форма контроля | Сроки контроля | Номер компетенции | Литература |
5. Определение эквивалентных параметров элементов электромеханических систем 6. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования | 6 6 | Опрос | 30 мая | ПК-11, 34, 35, 43, 49, 50. | 4, 5, 10, 11, 15, 16, 21-39 |
3.3.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
Наименование тем занятий | Количество Часов | Форма контроля | Сроки контроля | Номер компетенции | Литература |
5. Моделирование системы подчиненного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя 6. Моделирование систем подчиненного регулирования с учетом нелинейностей | 3 3 | Отчёт | 30 мая | ПК-11, 34, 35, 43, 49, 50. | 34-35 |
3.3.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего задания их содержание и характеристика.
Учебным планом не предусмотрено
3.3.5. Самостоятельная работа студентов
№ модуля | № темы | Плановая | Индивидуальная: | Домашняя работа: Подготовка к лекциям – 30% Подготовка к лабораторным занятиям – 20% | Всего |
3 | 4 | - | - конспектирование разделов – 6 час | 26 | |
СРС | - | 7 | Подготовка к лекциям – 2 час | ||
Самоконтроль | - | 2+5 | Подготовка к практическим занятиям – 2 час. | ||
Подготовка к лабораторным работам – 2 часа. | |||||
| - | 20 | 6 |
Индивидуальная самостоятельная работа студентов (СРС):
- самостоятельное изучение разделов тем:
Тема 4. Особенности математического описания и моделирования электромеханических систем – 7 часов.
3.2.6. Самоконтроль полученных знаний
№ модуля | Уровень | № тем | Подведение и проведение рейтинг-контроля, час | Всего на контроль модуля | |
3 | 2 | Текущий | Промежуточный | Итоговый | 7 |
Тестовый контроль по модулю | Защита плановой лабораторной работы | Подготовка к зачёту | |||
4 | 1 | 1 | 5 |
3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература раздел 4 [34-35]
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная
1. Моделирование систем управления : учеб. пособие для вузов по направлению «Управление в технических системах» – М.: Студент, 2012. – 348 с. – ISBN 0029-0: 723-80. (н-2, ч/з-2, уч-21(1-АиТ)); (25:15).
2. Электромеханические системы. Примеры исследования с использованием программы Matlab: учеб. пособие для вузов; - М.: МГГУ, 2008. – 119 с. – ISBN 0501-5: 155-20. (н-1, ч/з-2, общ.8-1, уч-16(1-к ЭиА)); (20:15).
3. Информационные технологии: учебник для вузов - 4-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 20с. - ISBN 4275-7: 346-50, 381-70 (н-1, общ.8-1, уч-36(к. АПРиМ-1,к. АСУ-1), ч/з-2 ); (40:15).
4. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB. SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс, 2008 г.– 288 с. – ISBN -1, 0020-0: 242-63. (н-2); (2:15).
5. Основы теории управления – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011 г.–504 с. – ISBN -4: 315-00. (н-1); (1:15)
Дополнительная
6. Математические модели и моделирование объектов машиностроительного производства: учеб. пособие. – М.: Изд-во МГОУ, 2011 г.– 104 с. – ISBN 1088-8. Доступ www. *****
7. Основы математического моделирования технических систем: учеб. пособие [электронный ресурс] – 2-е изд. стереотип. – М.: Флинта, 2011 г.-271 с. ISBN 1278-8. Доступ www. *****
8. Л. Компьютерное моделирование. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010 г. – 230 с. – ISBN -487-8. Доступ www. *****
9. Simulink 5/6/7: Самоучитель. – М.: ДМК-Пресс, 2008 г. 784 с. – ISBN -423-8. Доступ www. *****
10. Теория автоматического управления (аналитические методы): Учеб. для вузов – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011 г.-392 с. ISBN 0445-6. Доступ www. *****
11. Brian Hahn. Essential Matlab for Engineers and Scientists. – Department of Mathematics and Applied Mathematics, University of Cape Town, South Africa. Imprint: Academic Press. Published: January 2013. Paperback, 424 Pages. ISBN: 4398-9. Доступ www.
12. Mark Meerschaert. Mathematical Modeling. – Michigan State University, East Lansing, MI, USA. Imprint: Academic Press. Published: February 2013. Hardbound, 384 Pages. ISBN: 6912-8. Доступ www.
13. Dennis Fitzpatrick. Analogue Design and Simulation using OrCAD Capture and PSpice. Elsevier Ltd 2011. ISBN: 7095-0. Доступ www.
14. Wasim Younis. Up and Running with Autodesk Inventor Simulation 2011. – Autodesk Simulation consultant and Director of VDS Solutions, Burnley, UK. Imprint: Butterworth Heinemann. Published: April 2010. Paperback, 464 Pages. ISBN: 2102-7. Доступ www.
15. Alex Poznyak. Advanced Mathematical Tools for Control Engineers: Volume 1 Deterministic Systems. – Hardbound, 808 Pages, Published: December 2007. Imprint: Elsevier. ISBN: 4674-5. Доступ www.
16. Alex Poznyak. Advanced Mathematical Tools for Automatic Control Engineers: Volume 2 Stochastic Systems. – Hardbound, Published: September 2009. Imprint: Elsevier. ISBN: 4673-8. Доступ www.
17. Dogan Ibrahim. Advanced PIC Microcontroller Projects in C. – Traffic Control Systems Unit, South Bank University, Near East University, UK. Paperback, 560 Pages. Published: March 2008. Imprint: Newnes. ISBN: 8611-2. Доступ www.
18. Waqar Ahmed. Emerging Nanotechnologies for Manufacturing. Institute of Nanotechnology and Bioengineering at University of Central Lancashire, UK. – Imprint: William Andrew, Hardbound, 500 Pages, Published: September 2009, ISBN: 1583-8. Доступ www.
19. Цифровая обработка сигналов. Моделирование в MATLAB: учеб. пособие для вузов. - СПб. : БХВ-Петербург, 20с. - ISBN 0259-7: 359-60 ( н-2, уч-2, ч/з-1); (5:15)
20. Информационные технологии : учебник для вузов; – М.: Академия, 2008. – 432 с. – ISBN 3950-3: 408-45, 338-80, 387-20. (н-2, ч/з-2, общ.8-1, уч-12(1-к ЭиОП)); (17:15)
Периодические издания
21. Журнал «Известия высших учебных заведений. Электромеханика». Доступ www. *****
22. Журнал «Мехатроника, автоматизация, управление». Доступ www. *****
23. Журнал «Информационные технологии». Изд-во «Новые технологии». Доступ www. *****
24. Журнал «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование». Изд-во: Иркутский государственный университет путей сообщения. Доступ www. *****
25. Журнал «Наукоемкие технологии в машиностроении». Науч.-техн. изд-во «Машиностроение». Доступ www. *****
26. Журнал «Электротехнические и компьютерные системы». Изд-во: Одесский национальный политехнический университет. Доступ www. *****
27. Журнал «Вестник воронежского государственного технического университета». Доступ www. *****
28. Журнал «Электричество» Изд-во: «Фирма Знак». Переводная версия: Electrical Technology Russia. Доступ www. *****
29. Журнал «Электротехника» Изд-во: «Фирма Знак». Переводная версия: Russian Electrical Engineering. Доступ www. *****
30. A Journal of IFAC, the International Federation of Automatic Control «Control Engineering Practice». Imprint: ELSEVIER. ISSN: Доступ www.
31. Journal «Applied Mathematical Modelling» Доступ www.
32. Journal «Archives of Civil and Mechanical Engineering» Доступ www.
33. Journal «Automatica» Доступ www.
Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению дисциплины (разработанные в ЮРГТУ(НПИ)) в том числе и электронные
К лабораторным занятиям
34. Моделирование систем: Практикум: учеб. пособие; Санкт-Петерб. гос. электротехн. ун-т. - 4-е изд., перераб. и доп.. – М.: Юрайт, 20с. - ISBN 5: 196-00 (уч 1); (1:15)
35. Моделирование на ПЭВМ систем управления и автоматического регулирования турбин : метод. указания к лаб. работам по дисциплине «Моделирование систем управления» / ; ЮРГТУ(НПИ). - Новочеркасск : Изд-во ЮРГТУ(НПИ), 20с.: 20-00 (ч/з-2); (2:15)
Интернет ресурсы
36. Веб-сайт Интеренет фирмы Siemens: http://www. *****/
37. Веб-сайт Интеренет фирмы Schneider Electric: http://www. *****
38. Веб-сайт Интеренет фирмы Метран http://www. *****
39. Веб-сайт Интеренет фирмы Овен http://www. *****
5. УЧЕБНАЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА, НИР
Учебным планом не предусмотрено.
6. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Модуль | Вид аудиторных занятий | Вид интерактивной формы проведения занятий | Тема | Часы (%) | |
Интерактивные занятия лекционного типа (не менее 20% и не более 40% аудиторных занятий) По плану лекций – 8 часов |
| ||||
1 | лекция | Творческое задание | 3. Выбор методов интегрирования дифференциальных уравнений электромеханических систем | 1 |
|
2 | лекция | Творческое задание | 4. Выбор программных средств, используемых при моделировании электромеханических систем | 1 |
|
2 | лекция | Методика «Дерево решений» | 5. Определение эквивалентных параметров элементов электромеханических систем | 1 |
|
3 | лекция | Интерактивное выступление. Методика «Сократический диалог». Методика «ПОПС-формула» | 6. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования | 3 |
|
ВСЕГО лекционного типа (от 18 часов) | 6(33%) |
| |||
Интерактивные занятия практического типа (не менее 20%) По плану практических занятий – 44 часов Лабораторных работ – 18 часов |
| ||||
1 | лаб. работа | Творческое задание | 1. Вводное занятие. Инструктаж по технике безопасности, ознакомление с порядком защиты и выполнения лабораторных работ | 4 |
|
2 | лаб. работа | Творческое задание | 2. Моделирование системы подчиненного регулирования электропривода с использованием пакета MDS-PC | 4 |
|
3 | лаб. работа | Методика «Мозговой штурм» | 3. Структурное моделирование электромашинного следящего привода | 4 |
|
4 | практ. | Методика «Дерево решений» | 4. Исследование на ПЭВМ системы регулирования скорости двигателя постоянного тока с различными обратными связями | 3 |
|
5 | практ. | Методика «Дерево решений» | 5. Моделирование системы подчиненного регулирования скорости вращения асинхронного двигателя | 3 |
|
6 | практ. | Методика «Дерево решений» | 6. Моделирование систем подчиненного регулирования с учетом нелинейностей | 3 |
|
ВСЕГО практического типа (от 36 часов) | 22(30%) |
| |||
ВСЕГО от аудиторных занятий (от часов) | 28(31%) |
| |||
7. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К ТЕСТОВОМУ КОНТРОЛЮ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
7.1. Вопросы или контрольные задания к модулю №1 (темы 1 – 2)
Общие сведения о моделировании технических объектов и систем. Характеристика объектов моделирования. Требования, предъявляемые к математическим моделям. Классификация математических моделей. Формы представления математических моделей. Метод переменных состояний. Взаимосвязь векторно-матричной формы описания объекта с его передаточной функцией. Математические модели механических систем электроприводов. Математическая модель механической части электропривода в абсолютных единицах. Методика направленного нормирования структурных схем Возможности, преимущества и недостатки аналогового, алгоритмического и гибридного моделирования автоматизированных электроприводов. Основные методы, этапы и особенности моделирования на ЭВМ электроприводов, математическое описание которых представлено в виде дифференциальных уравнений. Основные методы, этапы и особенности моделирования на ЭВМ электроприводов, математическое описание которых представлено в виде структурных схем. Общая характеристика структурного моделирования, его особенности, преимущества и недостатки метода.7.2. Вопросы или контрольные задания к модулю №2 (темы 3)
Понятие о численном интегрировании дифференциальных уравнений. Источники погрешностей численных методов интегрирования уравнений. Контроль и оценка точности моделирования. Обзор программных средств, используемых при моделировании электромеханических систем. Преимущества и недостатки пакетов прикладных программ. Пакет моделирования MatLab. Работа с MatLab с использованием пакетов прикладных программ Control System Toolbox и Simulink. Использование пакетов Control System Toolbox и Simulink при разработке, исследовании и моделировании элементов моделирования электромеханических систем.7.3. Вопросы или контрольные задания к модулю №3 (темы 4)
Математическое описание силовых взаимодействий в электромеханических системах. Математические модели элементов систем управления электроприводов. Способы получения обобщенных математических моделей электромеханических систем. Учет и определение эквивалентных параметров элементов электромеханических систем. Особенности моделирования уравнений движений электроприводов при постоянном моменте инерции и различных законах изменения статического момента. Моделирование механизмов при изменяющемся моменте инерции электропривода. Особенности математического описания и моделирования двухмассовых механических систем с учетом люфта в передачах и их упругих деформаций. Особенности математического описания и моделирования трехмассовых механических систем с учетом люфта в передачах и их упругих деформаций. Особенности моделирования транзисторных преобразователей. Особенности моделирования вентильных преобразователей. Особенности моделирования широтно-импульсных модуляторов и преобразователей. Моделирование электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением при управлении по цепи якоря. Особенности моделирования электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением. Особенности моделирования электромеханических процессов в асинхронных электродвигателях. Особенности моделирования электромеханических процессов в синхронных электродвигателях. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования тока. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования напряжения. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с однозонным регулированием. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с двухзонным регулированием. Моделирование и оптимизация замкнутых систем регулирования частоты вращения с учетом нелинейностей.8. ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ И ПОДГОТОВКА К ЗАЧЕТУ
№ | Наименование | Часы |
1. | Подготовка к лекциям | 6 |
2. | Подготовка к лабораторным занятиям | 6 |
3. | Подготовка к практическим занятиям | - |
4. | Подготовка к семинарским занятиям | 7 |
5. | Плановая работа | - |
6. | Индивидуальная работа | 55 |
7. | Подготовка к зачету (входит в индивидуальную работу) | 5 |
8. | Подготовка к экзамену | - |
ИТОГО | 74 |
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.
10. ФОРМА КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА (РЕЙТИНГ - ПЛАН)
Рейтинг-план | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
