Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

(РУДН)

Кафедра «Кибернетики и мехатроники»

«УТВЕРЖДАЮ»

Первый проректор

_________________

«___» ____________ 2015

Учебно-методический комплекс дисциплины

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

220400 – Управление в технических системах

магистерская программа

«Интеллектуализация и оптимизация процессов управления»

Москва - 2015 год

1. Программа курса – представлена в основной образовательной программе ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах».

ПРОГРАММА

Наименование дисциплины

Компьютерные технологии управления в технических системах

Рекомендуется для направления (ий) подготовки (специальности (ей))

220400 «Управление в технических системах»

по специализации

«Интеллектуализация и оптимизация процессов управления»

Квалификация (степень) выпускника магистр

(указывается квалификация (степень) выпускника в соответствии с ФГОС)

Цели и задачи дисциплины:

Изучение компьютерных технологий создания и использования современных систем управления в технических системах, освоение программных и аппаратных средств автоматизации проектирования и исследования систем контроля, технического диагностирования, управления и конструкторско-технологической подготовки производства.

1.  Место дисциплины в структуре ООП:

2.Б.3. «Компьютерные технологии управления в технических системах» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикл М.2. Для изучения данной дисциплины необходимы знания, умения и компетенции студента в объеме общенаучного цикла М1, включая его базовую и вариантную части, а также часть дисциплин вариантной части профессионального цикла М2 в том числе:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

¾  Иерархические системы управления технологическими процессами.

Предшествующей для данной дисциплины является дисциплина М.2.В.3 «Иерархические системы управления технологическими процессами». Данная дисциплина является предшествующей для дисциплин: М.1.1.1 «Математическое моделирование объектов и систем управления» базовой части общенаучного цикла М.1, дисциплины М.1.В.1 «Интеллектуализация управления в технологических процессах» вариативной части общенаучного цикла М.1, дисциплин М.2.Б.1 «Современные проблемы теории управления» базовой части профессионального цикла М.2.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) (в соответствии с ФГОС):

-  способности к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

-  способности использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1);

-  способности понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

-  способности к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

-  способность применять современный инструментарий проектирования программно-аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПК-7);

-  способности выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления в технических системах (ПК-9);

-  способности ставить задачи проектирования программно-аппаратных средств автоматизации и управления, готовить технические задания на выполнение проектных работ (ПК-10);

-  способности использовать современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПК-11);

-  способности разрабатывать технологии изготовления аппаратных средств с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства (ПК-14);

-  способности разрабатывать и применять современные технологии создания программных комплексов (ПК-15);

-  способности формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач (ПК-19);

-  способности применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20);

-  способности применять современные методы разработки технического, информационного и алгоритмического обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-21);

-  способности к организации и проведению экспериментальных исследований и компьютерного моделирования с применением современных средств и методов (ПК-22);

-  способности анализировать результаты теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК-23);

-  способности организовывать работу коллективов исполнителей (ПК-24);

-  участвовать в поддержании единого информационного пространства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненного цикла производимой продукции (ПК-25);

-  участвовать в проведении технико-экономического и функционально-стоимостного анализа рыночной эффективности создаваемого продукта (ПК-26);

-  участвовать в подготовке документации для создания и развития системы менеджмента качества предприятия (ПК-27);

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

¾  современные тенденции развития вычислительной техники и возможности эффек-тивного применения методов интеллектуализации управления технологическими процессами;

¾  основные методы, способы и возможности современных аппаратно-программных средств, применяемых для получения, хранения, переработки информации в технических системах, построенных на базе компьютерных технологий и микропроцессорных распределенных систем управления.

Уметь:

¾  производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления;

¾  выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования интегрированных систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием;

¾  проводить техническое оснащение рабочих мест и размещение технологического оборудования, учитывая вопросы экономической эффективности, безопасности и требований экологии.

Владеть:

¾  основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки оперативной информации, навыками работы с современными датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами, компьютерными сетями, традиционными и интеллектуальными системами контроля и управления.

4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц.

№

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

2

1

Аудиторные занятия (всего)

80

80

В том числе:

1.1

Лекции

16

16

1.2

В том числе:

1.2.1.

Практические занятия (ПЗ)

1.2.2.

Семинары (С)

1.2.3.

Лабораторные работы (ЛР)

50

50

1.2.4.

Контрольные работы (КР)

14

14

Из них в интерактивной форме(ИФ)

30

30

2

Самостоятельная работа (ак. часов)

100

100

В том числе:

2.1.

Курсовой проект (работа)

72

72

2.2.

Расчетно-графические работы

2.3.

Реферат

2.4

Подготовка и прохождение промежуточной аттестации

2.5

Другие виды самостоятельной работы – изучение в интерактивной форме электронной документации лицензионных программных средств

28

28

Общая трудоемкость (ак. часов)

180

180

Общая трудоемкость (зачётных единиц)

5

5

4.2 Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование разделов и подраделов дисциплины

Содержание раздела

1.

1.1

Компьютерные технологии создания, испытания и поддержки работы систем управления сложными техническими объектами

Введение в компьютерные технологии управления сложными техническими системами.

·  Введение в курс. Основные понятия и определения, классификация типов компьютерных технологий (КТ), используемых для создания, исследования и эксплуатации различных систем контроля и управления (СКУ) сложными техническими системами (ТС).

·  Производственные технологические процессы как объекты комплексной автоматизации.

·  Основные типы информационно-управляющих систем сложными техническими системами.

Современное состояние компьютерных технологий и систем управления технологическими процессами для разных ТС и классов производств.

1.2

Общие вопросы применения компьютерных технологий управления техническими системами.

·  Основные проблемы создания, исследования и промышленной реализации эффективных систем контроля и управления сложными ТС на базе КТ.

·  Общие требования к компьютерной поддержке решения задач контроля и управления в ТС.

·  Типовые формализованные задачи для моделирования, анализа и синтеза систем управления ТС.

·  Современные подходы к компьютерному моделированию совместной работы объектов автоматизации, систем управления и влияния внешних воздействий.

·  Современные подходы и технологии создания горизонтальных и вертикальных иерархических структур информационно-управляющих систем на промышленном предприятии.

·  Компьютерные технологии решения задач оперативного контроля и управления в АСУТП сложных ТС.

·  Компьютерные технологии повышения эффективности оперативно-диспетчерского управления производством в АСУТП и МЕS системах.

·  Компьютерные технологии обеспечения аппаратно-программного и операторского интерфейса в системах управления ТС.

·  Особенности применения компьютерных технологий управления бизнес процессами и вспомогательным производством на промышленных предприятиях.

·  Основные направления использования современных КТ и аппаратно-программных средств при создании, исследовании и поддержки функционирования автоматических систем управления ТС.

·  Проблемы цифровой реализации законов управления с учетом особенностей использования численных методов.

1.3

Компьютерные технологии построения и анализа математических моделей объектов автоматизации, синтеза систем управления и моделирования их работы.

·  Обзор современных КТ для автоматизации анализа функционирования объекта, синтеза и исследования моделей, алгоритмов и систем управления ТС.

·  КТ построения математических моделей динамических объектов с использованием аналитического вывода, параметрической настройки на базе теории идентификации, операторных методов на базе передаточных функций отдельных блоков, логических описаний и других способов.

·  Компьютерная поддержка формирования математических моделей и оперативной адаптации параметров в процессе управления.

·  КТ динамического тестирования функционирования объектов и оценки эффективности работы систем управления.

·  Компьютерный анализ динамических свойств. Собственное движение, динамика систем при действии ступенчатых и импульсных возмущений. Управляемость и наблюдаемость.

·  Особенности компьютерной реализации методов анализа устойчивости динамических объектов с использованием различных методов.

·  КТ оценки робастной устойчивости и робастного качества с учетом параметрических и неструктурированных неопределённостей.

·  Обзор КТ и программных систем для синтеза алгоритмов управления ТС с учетом основных характеристик качества.

·  Принципы построения и реализации современных комплексных КТ для полномасштабного моделирования работы интегрированных систем управления ТС. Структурный подход к моделированию. Роль имитационного моделирования в исследованиях и проектировании систем управления ТС.

·  Реализация принципов компьютерного моделирования систем управления на примере среды MATLAB-Simulink.

·  Примеры реализации компьютерного моделирования систем управления с использованием специализированных систем имитационного моделирования (СИМ).

·  Особенности реализации компьютерного моделирования с использованием открытых SCADA систем.

·  Особенности реализации компьютерного моделирования на базе стандартных технологических языков.

·  Особенности использования СИМ при оперативном управлении ТС.

·  Особенности использования КТ на стадиях проектирования и подготовки производства.

1.4.

Тема 4. Компьютерные технологии автоматизации испытаний программного обеспечения интегрированных систем управления СТО

·  Особенности испытаний крупных программных комплексов.

·  Методы автоматизации испытаний программного обеспечения интегрированных систем управления СТО

·  Автоматизации испытаний программного обеспечения интегрированных систем управления с использованием специализированных тестовых систем.

·  Автоматизации испытаний программного обеспечения интегрированных систем управления с использованием специализированных систем имитационного моделирования (ССИМ).

·  Особенности генерации сценариев проведения испытаний ПО и вариантов данных.

·  Средства и способы документирования результатов испытаний.

1.5

Компьютерные технологии интеграции систем автоматизации и управления СТО

·  Обзор современных методов и КТ интеграции систем автоматизации и управления ТС.

·  Использование в КТ открытых стандартных интерфейсов и компонентных объектных технологий (DDE, ODBC/SQL, OLE, ОРС, CORBA, ActiveX, COM/DCOM и др.) для создания открытых прикладных программ и обеспечения «прозрачного» доступа к данным. Значение открытости в разработке систем.

·  Проблемы интеграции КТ для приложений CAD/CAM/ и CAE/CAPP/PDM систем на базе параметрических взаимосвязей, топологических отношений в моделях и ассоциативных связей между документами.

·  Особенности формирования основных требований к КТ и аппаратно-программным средствам, используемым в системах оперативного управления ТС.

·  Особенности применения различных программно-технических средств интеграции управления АСУТП и MES систем.

1.6

Перспективные направления развития компьютерных технологий управления сложными техническими системами.

·  Основные проблемы выбора и применения современных КТ и аппаратно-программных средств для систем промышленной автоматизации ТС.

·  Развитие и применение новых клиент-серверной архитектур, использование языков запросов к серверам приложений, информационным системам и различным подсистемам, WEB - технологий.

·  Классификация перспективных промышленных технических и программных средств для применения в системах управления и автоматизации ТС.

·  Применение интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов в системах автоматизации и управления ТС.

·  Использование современных КТ и программно-технических комплексов (ПТК) для автоматизации управления технологическими процессами на предприятии.

·  Сопоставительный анализ возможностей современных распределенных систем управления (DCS) для автоматизации производственной деятельности предприятия на уровне MES систем.

·  Развитие КТ и средств автоматизации работы вспомогательных производств и конструкторско-технологической подготовки производства.

·  Развитие КТ поддержки принятия решений в системах автоматизации управления сложными ТС.

·  Перспективные направления развития компьютерных технологий управления сложными техническими системами.

4.3 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5