Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им.
Факультет радиоэлектроники и информатики
Кафедра ″Вычислительные системы″
″УТВЕРЖДАЮ″
Декан факультета РЭИ
__________
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине ″Основы теории управления″
для направления 230100 – Информатика и вычислительная техника
для специальности 230101 – Вычислительные машины, комплексы, системы и сети
Распределение часов
Форма обучения | Очная | Очно-заочная | Заочная | ||
на базе ПСО | на базе СПО | на базе ПСО | на базе СПО | ||
Лекции | 42 | 36 | – | – | 14 |
Практические занятия | – | – | – | – | – |
Лабораторные занятия | 14 | 18 | – | – | – |
Индивидуальные занятия | – | – | – | – | – |
Самостоятельная работа в т. ч. курсовая работа | 64 | 66 | – | – | 106 |
Всего часов | 120 | 120 | – | – | 120 |
Форма контроля | экзамен | экзамен | – | – | экзамен |
Программу составил к. т.н. доцент _____________________
Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры ″Вычислительные системы″ 12 октября 2005 г.
Заведующий кафедрой к. т.н. профессор ____________________
Согласовано Декан ФЗО _________________________________
Рыбинск 2005
Настоящая программа составлена в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования и Учебным планом подготовки специалиста по направлению 220100 (230101).
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина преподается, чтобы студенты:
– знали основные положения теории управления, модели и методы исследования линейных непрерывных и цифровых систем управления;
– имели представление об использовании основных положений теории управления, методов расчета динамических систем в технике, областях применения цифровых систем управления техническими объектами и процессами;
– имели опыт использования методов анализа и синтеза систем управления, применения современных средств автоматизации исследования.
Задачи изучения дисциплины:
– изучение основных положений теории управления, методов анализа и синтеза систем управления, принципов построения и особенностей проектирования цифровых систем управления;
– овладение навыками анализа, синтеза и машинных методов исследования систем управления различных классов.
Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины:
– Информатика
– Высшая математика
– Теория автоматов
– Метрология и измерительная техника
1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение.
Предмет курса «Основы теории управления» и его задачи; управление и информатика. Общие принципы системной организации; принципы действия и способы классификации систем.
1.1. Математические модели объектов и систем управления; формы представления моделей.
Виды воздействий, методика составления математических моделей динамических систем, понятие пространства состояний, возмущенное и невозмущенное движение, управляемость и наблюдаемость линейных стационарных систем.
1.2. Динамические характеристики линейных систем.
Передаточная функция, переходная и импульсная переходная функции, частотная функция и частотные характеристики, типовые динамические звенья и их характеристики, передаточные функции систем автоматического управления, преобразование структурных схем, передаточные функции и передаточные матрицы многомерных систем.
1.3. Устойчивость, инвариантность и чувствительность систем управления. Понятие устойчивости, критерии устойчивости.
1.4. Качество линейных систем автоматического управления.
Основные показатели качества, связь передаточной функции ошибки с коэффициентами ошибок и порядком астатизма, интегральные оценки качества, связь коэффициентов передаточной функции с показателями качества, чувствительность систем автоматического управления.
1.5. Инвариантные системы.
Абсолютная инвариантность, критерий реализуемости условий инвариантности, системы комбинированного управления.
1.6. Методы анализа и синтеза систем автоматического управления.
Выбор параметров по заданной точности, метод логарифмических амплитудно-частотных характеристик, синтез САУ при случайных воздействиях.
1.7. Цифровые системы управления.
Виды квантования сигналов, математический аппарат, применяемый при исследовании дискретных систем управления, передаточные функции импульсных систем, частотные характеристики импульсных систем, устойчивость импульсных систем, критерии устойчивости импульсных систем, анализ точности импульсных систем, синтез импульсной системы управления, показатели качества импульсной системы, коррекция импульсных систем, цифровые фильтры.
1.8. Использование микропроцессоров и микро-ЭВМ в системах управления, особенности математического описания цифровых систем управления, анализа и синтеза систем управления с ЭВМ в качестве управляющего устройства; программная реализация алгоритмов управления в цифровых системах.
2. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
2.1. Моделирование линейных звеньев первого порядка.
2.2. Цепочка апериодических звеньев.
2.3. Моделирование следящей системы.
2.4. Анализ динамических систем.
3. ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовой проект выполняется по одной теме с различными входными данными.
Тема: Синтез системы автоматического управления.
4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ПЕРЕЧНЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Основной
4.1. Попов линейных систем автоматического регулирования и управления. Учебное пособие - М.: Наука, 1989.
4.2. , , Яковлев теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1985.
4.3. Теория автоматического управления /Под ред. - М.: Высшая школа, 1987.
4.4., , . Технические средства АСУТП. Уч. пособие - М.: Высшая школа, 1989.
Дополнительный
4.5. Р. Изерман. Цифровые системы управления - М.: Мир, 1984.
4.6. К. Острем, Б. Виттермарк. Системы управления с ЭВМ - М.: Мир, 1987.
4.7. Б. Куо. Теория и проектирование цифровых систем управления - М.: Машиностроение, 1986.
4.8. Микропроцессорные системы автоматического управления /Под ред. . - М.: Машиностроение, 1988.
4.9. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы /Под ред. - М.: Высшая школа, 1991.
5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ СТУДЕНТАМ ПО
ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Для качественного и полноценного изучения дисциплины необходимо и достаточно постоянно посещать лекции и активно на них работать.
6. СПИСОК ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ (ЗАЧЕТНЫХ) ВОПРОСОВ
Характеристики САУ. Классификация САУ. Передаточная функция непрерывной САУ. Преобразование структурной схемы САУ. Типовые звенья САУ. Законы управления в САУ. Критерий устойчивости Найквиста. Логарифмический критерий устойчивости. Критерий устойчивости Михайлова. Устойчивость САУ. Алгебраические критерии устойчивости. Построение переходного процесса частотными методами. Оценка качества переходного процесса непрерывных САУ. Виды коррекции в САУ. Корректирующие устройства по внешнему воздействию. Синтез последовательного корректирующего устройства. Синтез параллельного корректирующего устройства. Неединичная главная обратная связь. Функция веса и переходный процесс САУ с переменными параметрами. Системы с переменными параметрами. Передаточная функция САУ с переменными параметрами. Сигнал в дискретных САУ. Математический аппарат дискретных САУ. Случайные процессы в САУ. Прохождение случайного сигнала через САУ. Описание разомкнутой импульсной САУ. Частотные характеристики импульсной САУ.
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (ЗАДАЧИ ИЛИ ТЕСТЫ
САМОПРОВЕРКИ)
Основные понятия теории САУ (система автоматического управления). Классификация САУ. Методы линеаризации САУ. Преобразование Лапласа. Преобразование Фурье. Годограф. Логарифмические характеристики САУ. Усилительное звено. Апериодическое звено. Интегрирующее звено. Колебательное и консервативное звенья. Дифференцирующее звено. Преобразование структурной схемы САУ. Передаточные функции САУ. Законы управления в САУ. Теоретические основы устойчивости. Алгебраические критерии устойчивости. Критерий устойчивости Михайлова. Критерий устойчивости Найквиста. Логарифмический критерий устойчивости. Входные сигналы и реакции в САУ. Показатели качества управления. Частотные методы определения показателей качества. Интегральные оценки качества. Классификация способов коррекции САУ. Последовательная коррекция. Параллельная коррекция. Коррекция по внешнему воздействию. Пример последовательной коррекции. Пример параллельной коррекции. Случайные процессы в САУ. Определение параметров на выходе САУ для случайного сигнала.
