ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»



Согласовано

_______________________

Утверждаю

______________________

Руководитель ООП

по направлению 220700

доц.

Зав. кафедрой АТПП

доц.



ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»

Направление подготовки:

220700 Автоматизация технологических процессов и производств

Профиль подготовки:

Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Составители:

Доцент каф. АТПП

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

Цели и задачи дисциплины: Изучение  методов анализа и синтеза линейных, нелинейных систем и автоматических систем управления (АСУ) со случайными  воздействиями.

  Формирование  навыков проведения  расчетов, и компьютерного моделирования задач

анализа и синтеза АСУ.

2.Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина относится к профессиональному  циклу; для изучения теории автоматического управления необходимы знания из таких разделов математики, как: дифференциальное и интегральное исчисление, преобразования Лапласа и Фурье, ряды Тейлора и Фурье, матричное исчисление.

3.Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

ПК-2: способностью использовать основные закономерности; ПК-3: способностью выбирать аналитические и численные методы при разработке математических моделей; ПК4: способностью использовать прикладные программные средства при решении практических задач, методы стандартных испытаний по определению показателей, стандартные методы их проектирования.

В результате изучения дисциплины студент должен:

-Знать основные принципы построения, методы анализа и синтеза различных видов современных АСУ.

-Уметь применять полученные знания для решения задач проектирования конкретных

сложных технических АСУ.

- Владеть компьютерными методами анализа и синтеза современных АСУ.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

4

5

6

Аудиторные занятия (всего)

161

54

51

56

В том числе:

Лекции

53

18

17

18

Практические занятия (ПЗ)

55

18

17

20

Семинары (С)

Лабораторные работы (ЛР)

  53

18

17

18

Самостоятельная работа (всего)

127

22

51

54

В том числе:

Курсовой проект (работа)

34

Подготовка к письменным тестированиям

7

20

Защита лабораторных работ

15

31

20

Форма отчетности

Экз.

Зач.

Экз.

Подготовка к экзаменам

72

36

36

Всего

360

112

102

146


5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

  1. Основные понятия системы управления. Основные принципы управления, виды управления. Классификация АСУ

  2. Математические модели  АСУ. Способы представления  динамических моделей АСУ.

Линеаризация нелинейных характеристик и нелинейных дифференциальных уравнений.

3. Графические формы математических моделей  элементов и систем.

4. Частотные формы математических моделей АСУ. Преобразование различных форм

моделей и их связь между собой.

5. Устойчивость и способы анализа устойчивости. Основные критерии устойчивости.

6. Анализ точности АСУ в установившихся и переходных режимах.

7. Понятие о синтезе АСУ и основные методы синтеза  линейных АСУ. Синтез АСУ: по

заданным показателям переходной характеристики, по показателю колебательности,  по

минимуму ИКО переходной характеристики.

8. Методы улучшения качества АСУ. Основные законы регулирования. Методы коррекции АСУ.

9. Анализ нелинейных АСУ. Виды и типы нелинейных характеристик. Особые режимы

в нелинейных АСУ.

10. Характеристика различных методов анализа и синтеза нелинейных АСУ. Методы при-

пасовывания, фазовой плоскости, метод гармонической линеаризации.

11. Способы определения параметров автоколебаний в нелинейных АСУ.

12. Характеристики случайных процессов (СП) в автоматических системах. Математическое ожидание СП, дисперсия СП, автокорреляционная функция СП.

13. Стационарные и эргодические СП. Понятие о спектральной плотности СП.

14. Прохождение случайных сигналов через АСУ. Связь между корреляционными и спектральными характеристиками на входе и на выходе  АСУ.

15. Анализ точности АСУ со случайными воздействиями. Синтез систем со случайными воздействиями. 

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

1.

Моделирование процессов и систем

+

+

+

+

2.

Проектирование автоматизированных

систем

+

+

+

+

+

+

+

+

3

Теория дискретных систем

+

+

+

4

Микропроцессорные системы управления и сбора данных

+

+

+

+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лек

ции

Практ.

занятия

Лаб.

заня

тия

СРС

Всего

часов

1.

Основные понятия системы управления

3

3

6

2.

Математические модели АСУ

3

8

10

14

35

3

Графические формы

5

6

6

12

29

4

Частотные  формы  математических

моделей

4

6

6

12

28

5

Устойчивость АСУ

5

5

9

10

29

6

Анализ точности АСУ

4

12

16

7

Понятие о синтезе АСУ

2

8

10

8

Методы улучшения качества АСУ

4

2

6

6

18

9

Анализ нелинейных АСУ

5

14

8

27

10

Характеристика методов анализа

2

2

4

2

10

11

Способы определения параметров АК

4

12

6

8

30

12

Характеристика случайных процессов

3

10

13

13

Стационарные и эргодические  СП

3

4

7

14

Прохождение случайных сигналов через АСУ

3

6

6

15

15

Анализ точности АСУ

3

12

15


6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1.

2

Изучение и освоение методики моделирования АСУ в операционной среде SIMULINK - MATLAB

8

2.

2,4

Исследование временных и частотных характеристик типовых звеньев АСУ

8

3

3

Исследование характеристик детализированных структурных схем

4

4

5

Исследование устойчивости линейных АСУ с помощью основных критериев устойчивости.

9

5

8

Исследование дискретной САУ с амплитудно-импульсной модуляцией

6

6

12,13,14,15

Исследование замкнутой динамической системы со случайными внешними воздействиями

6

7

10

Исследование САУ, оптимальной по быстродействию

6

8

10,11

Исследование экстремальной системы автоматического управления

6

7. Практические занятия

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудоемкость

(час.)

1.

2

Преобразование различных форм аналитических моделей САУ

8

2.

3

Преобразование графических форм моделей САУ

6

3

4

Построение частотных моделей САУ

6

4

4,5

Составление векторно-матричного описания САУ

8

5

10

Анализ нелинейной САУ методом припасовывания

8

6

10

Построение фазовых траекторий нелинейных систем

6

7

11

Определение параметров автоколебаний аналитическим методом

8

8

11

Определение параметров автоколебаний  методом Гольдфарба

5

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)_Курсовая работа по дисциплине «Теория автоматического управления» заключается в расчете типовой САУ для получения в системе минимума квадратичной оценки.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература: Власов автоматического управления. Учебное пособие. Х.: Изд-во Гуманитарный центр, 2007.

б) дополнительная литература: Ким автоматического управления, Т.2.

Многомерные, нелинейные оптимальные и адаптивные системы. Учебное пособие. М.:

Физматгиз, 2004.

в) программное обеспечение: MATLAB, Mathcad.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: компьютерный класс кафедры

АТПП.

Разработчик

кафедра АТПП  доцент 

Эксперты:

  ____________  ___________________  ________________

  ____________  ___________________  ________________