Применение вычислительной техники в задачах электропривода

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Филиал ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

в г. Смоленске

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Направление подготовки: 140600 - Электротехника, электромеханика и электротехнологии

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

применение вычислительной техники в

задачах электропривода

Индекс дисциплины по учебному плану	СД.01.09.б
По Госстандарту	отсутствует
Часы (всего) по учебному плану	108
По Госстандарту	отсутствуют

2010 год

Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе

Цель преподавания дисциплины

Целью дисциплины является изучение компьютерных программных средств для решения широкого круга задач проектирования и исследования современных систем электропривода. Целью преподавания дисциплины является: получение студентами знаний, необходимых для последующего изучения специальных дисциплин; освоения методики разработки программ на языке высокого уровня, инструментальных средств программных пакетов для исследования различных систем электроприводов постоянного и переменного тока.

Задачи изучения дисциплины

Предметом изучения данной дисциплины являются математические модели автоматизированного электропривода и отдельных его элементов на основе:

§ систематического использования методов теории обобщенной электрической машины и теории автоматического регулирования для исследования статических и динамических режимов электромеханических систем.

Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.

В результате изучения дисциплины студент должен:

§ знать основы программирования на языке Turbo-Pascal, в среде Mahtcad, в программных пакетах Twente-Sim и FoxPro;

§ уметь анализировать характер протекания статических и динамических процессов в как в отдельных элементах, так и во всей электромеханической системе в целом - как теоретическую основу для последующего изучения специальных дисциплин;

§ уметь объяснять характер процессов и зависимостей, рассмотренных в курсе, анализировать влияние изменения параметров на работу моделируемых элементов, пользуясь для этого важнейшими математическими соотношениями и передаточными функциями;

§ научиться использовать обширный справочный материал при решении инженерно-технических задач;

§ уметь работать с компьютером в качестве уверенного пользователя, обрабатывать результаты расчетов и оформлять протоколы с применением компьютерной техники.

Основное содержание дисциплины по Госстандарту – отсутствует

Содержание программы "Применение вычислительной техники в задачах

электропривода"

Учебный план 2002 года

Лекции ( 14 часов)	8 семестр
Практические занятия (14 часов)	8 семестр
Лабораторные работы (_ 28 часов)	8 семестр
Расчетные задания ( 20 часов сам. работы)	8 семестр
Зачет	8 семестр
Обьем самостоятельной работы по учебному плану ( 52 часа)

I.Содержание лекций

8 семестр

1.1. Цифровое моделирование двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ н. в.) (6 часов).

Программная реализация модели ДПТ н. в. при линейном изменении напряжения якоря. Моделирование системы ТП-Д с подчиненным регулированием координат. Постановка задачи. Допущения. Математическое описание. Программная реализация.

1.2. Проблемно-ориентированный язык DYNSIM (6 часов).

Общая характеристика. Элементы языка. Константы. Символьные имена. Операторы структуры, данных, управления. Команды диалога. Команды утилиты. Команды DOS. Методы интегрирования. Алгоритмы. Построение и подготовка к моделированию блок-схемы модели. Функциональные блоки языка (тип, графическое изображение, функция). Линейные и нелинейные звенья. Ввод структуры, параметров. Управление расчетом и выводом результатов. Пример.

1.3. Основы моделирования в среде Mahtcad 7.0 (4 часа).

Главное меню. Типы объектов и переменных.

Программирование в среде. Задание программных модулей. Набор инструкций.

Файловые данные и команды работы с ними.

Функции для решения систем дифференциальных уравнений.

Моделирование ДПТ н. в. в среде Mahtcad 7.0. Математическое описание. Ввод исходных данных. Матрица правых частей дифференциальных уравнений, вектор начальных условий. Вывод и оформление результатов.

1.4. Моделирование в среде Twente-Sim. (4 часа).

Назначение. Виды окон. Графический редактор. Назначение и главное меню графического окна. Методика построения схемы модели. Окно инструментов. Окно моделирования. Главное меню окна. Создание собственных моделей в текстовом редакторе. Этапы задания параметров модели, эксперимента. Вывод результатов и параметров. Примеры.

1.5. Программирование в среде FoxPro (8 часов)

Системы управления базами данных (СУБД). Модели (реляционные и иерархические, сетевые). Состав. Структура данных, команд. Запись. Поле. Файлы.

Окна редактирования. Примеры.

Локализация и поиск данных в базе. Последовательный поиск. Индексирование. Ускоренный поиск. Управление индексами. Примеры.

Создание командных файлов. Пример. Команды ввода-вывода. Работа с переменными. Команды присвоения, сохранения, загрузки, удаления, просмотра. Команды управления. Примеры.

Организация меню в прикладных системах. FOX - и dBASE - меню. Создание различных форм меню. Примеры.

II. Темы практических занятий.

8 семестр

Разработка алгоритмов методов решения систем дифференциальных уравнений ( методы Рунге-Кутта различных порядков), разработка программных модулей, изучение инструментальных средств среды Mathcad, изучение инструментальных средств пакета Twente Sim, создание базы данных в среде FoxPro.

III. Названия лабораторных работ

8 семестр

Во время лабораторных занятий выполняются следующие работы:

§ лабораторная работа № 1 «Моделирование системы электропривода «тиристорный преобразователь-двигатель» на языке высокого уровня» (8 часов)

лабораторная работа № 2 «Моделирование системы электропривода «Тиристорный преобразователь-двигатель» с подчиненным регулированием координат в среде Mathcad» (6 часов) лабораторная работа № 3 «Моделирование в пакете Twente Sim» (8 часов)

Перед выполнением лабораторных работ проводится вводное занятие (2часа), где изучаются мероприятия по охране труда и технике безопасности в лаборатории, методика проведения лабораторных занятий, и в конце семестра назначается дополнительная защита последних лабораторных работ и зачета по дисциплине (4 часа).

IV. Темы расчетных заданий, рефератов

Моделирование частотного асинхронного электропривода. Основная часть расчетного задания выполняется с использованием методических указаний к лабораторным работам по курсу «Применение вычислительной техники в задачах электропривода».

V. Использование информационных технологии при изучении дисциплины

8 семестр

V.1. Лекции

Объем обучения с применением информационных технологий - не планируется.

V.2. Практические занятия

Объем обучения с применением информационных технологий 14 (часов).

VI.3. Лабораторные работы

Объем обучения с применением информационных технологий 28 (часов).

VI.4. Расчетные задания, рефераты

Время выполнения задания с использованием ЭВМ по отношению к общему времени выполнения расчетного задания 80 %.

Названия литературных источников по информационным технологиям, рекомендуемых к использованию при выполнении лабораторных работ, практических занятий и расчетного задания.

Автор(ы), название источника	Кол-во в библ.
1. , Mathcad 7 в математике, физике и в Internet. – М.: Нолидж, 1999.	12
2. Mathcad 2000: учебный курс. – М.: Нолидж, 2000.	16
3. Турбо Паскаль (в 3-х книгах). - М.: Учебно-инженерный центр "МВТУ-ФАСТО ДИДАКТИК", 1992.	5
4. , Моделирование динамических систем в среде Twente SIM 2.3 PRO. - Смоленск: СФ МЭИ, 2001.	15
5. Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Постро­ение систем обработки данных. М.: Радио и связь, 1997.	12

VII. Самостоятельная работа студентов (52 часов)

Подготовка к практическим и лабораторным занятиям, выполнение расчетного и индивидуальных заданий. Подготовка к зачету по дисциплине. Работа с учебной, учебно-методической и справочной литературой.

VIII. Контроль и оценка качества изучения дисциплины

VIII.1. Лекции и практические занятия

Две контрольные работы: методы численного интегрирования; способы создания меню базы данных.

2 контрольные работы оцениваются по пятибалльной системе.

VIII. 2. Лабораторные работы

3 оцени за защиты лабораторных работ по пятибалльной системе.

VIII. 3. Расчетные задания, рефераты

защита расчетного задания по пятибалльной системе.

VIII. 4. Методика определения итоговой зачетной оценки практических знаний студента в семестре:

Среднеарифметическая оценка по п. п. VII.1, VII.2

VIII. Итоговый контроль теоретических и практических знаний студента в сессии

зачет по учебному плану.

В приложение к диплому выносится оценка за 8 семестр

IX. Литература

IX.1. Учебники

№ п/п	Автор(ы), название, место издания, издательство, год издания, вид и характеристика иных информационных ресурсов	Кол-во в библ.
1.	Теория электропривода: Учеб. для вузов.- 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 199с.: ил.	10
2.	Mathcad 2000: учебный курс. – М.: Нолидж, 2000.	16
3.	Турбо Паскаль (в 3-х книгах). - М.: Учебно-инженерный центр "МВТУ-ФАСТО ДИДАКТИК", 1992.	5

IX.2. Учебные пособия

№ п/п	Автор(ы), название, место издания, издательство, год издания, вид и характеристика иных информационных ресурсов	Кол-во в библ.
1.	, Моделирование динамических систем в среде Twente SIM 2.3 PRO. - Смоленск: СФ МЭИ, 2001.	15
2.	Программирование в среде СУБД FoxPro 2.0. Постро­ение систем обработки данных. М.: Радио и связь, 1997.	12

IX.3. Описания лабораторных работ

№ п/п	Автор(ы), название, место издания, издательство, год издания, вид и характеристика иных информационных ресурсов	Кол-во в библ.
1.	. Цифровое моделирование систем электропривода. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Применение вычислительной техники в задачах электропривода». Смоленск: Филиал ГОУВПО «МЭИ(ТУ)», 2006.	20

IX.4. Технические и профессиональные справочники, обеспечивающие практическую деятельность по дисциплине

№ п/п	Автор(ы), название, место издания, издательство, год издания, вид и характеристика иных информационных ресурсов	Кол-во в библ.
1.	Справочник по MahtCAD PLUS 7.0 PRO. - М.: СК Пресс, 1998.	4
2.	Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. и . - М.: Энергоатомиздат, 19с., ил.	47
3.	Электротехнический справочник: В 4 - х т., Т.4. Использование электрической энергии./Под общей ред. и др. –9 изд., стер. – М.: Изд. МЭИ, 2004.– 696 с.	4

IХ.6. CD - носители информации по дисциплине отсутствуют

Программу составил:		к. т.н., доцент
	УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой
«Электромеханические системы»		к. т.н. профессор
Учебная программа дисциплины рассмотрена и утверждена на заседании кафедры ЭМС________________протокол № _______

Приложение 1.

Вопросы на зачет по дисциплине

«Применение вычислительной техники в задачах электротехники»

Программная реализация модели ДПТ н. в. при линейном изменении напряжения якоря. Моделирование системы ТП-Д с подчиненным регулированием координат. Постановка задачи. Допущения. Математическое описание. Программная реализация.

Общая характеристика языка DYNSIM. Элементы языка. Константы. Символьные имена. Операторы структуры, данных, управления. Команды диалога. Команды утилиты. Команды DOS. Методы интегрирования. Алгоритмы. Построение и подготовка к моделированию блок-схемы модели. Функциональные блоки языка (тип, графическое изображение, функция). Линейные и нелинейные звенья. Ввод структуры, параметров. Управление расчетом и выводом результатов. Пример.

Главное меню средеы Mahtcad. Типы объектов и переменных. Программирование в среде. Задание программных модулей. Набор инструкций. Файловые данные и команды работы с ними. Функции для решения систем дифференциальных уравнений.

Моделирование ДПТ н. в. в среде Mahtcad 7.0. Математическое описание. Ввод исходных данных. Матрица правых частей дифференциальных уравнений, вектор начальных условий. Вывод и оформление результатов.

Моделирование в среде Twente-Sim. Назначение. Виды окон. Графический редактор. Назначение и главное меню графического окна. Методика построения схемы модели. Окно инструментов. Окно моделирования. Главное меню окна. Создание собственных моделей в текстовом редакторе. Этапы задания параметров модели, эксперимента. Вывод результатов и параметров. Примеры.

Программирование в среде FoxPro Системы управления базами данных (СУБД). Модели (реляционные и иерархические, сетевые). Состав. Структура данных, команд. Запись. Поле. Файлы. Окна редактирования. Примеры. Локализация и поиск данных в базе. Последовательный поиск. Индексирование. Ускоренный поиск. Управление индексами. Примеры. Создание командных файлов. Пример. Команды ввода-вывода. Работа с переменными. Команды присвоения, сохранения, загрузки, удаления, просмотра. Команды управления. Примеры. Организация меню в прикладных системах. FOX - и dBASE - меню. Создание различных форм меню. Примеры.