Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет УТВЕРЖДАЮ Председатель Ученого совета, Ректор КарГТУ ______________ «____» _________ 2015г. ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ МАГИСТРАНТА (SYLLABUS) Дисциплина SUEK 5304 «Системы управления электротехническими комплексами» Модуль UEK 4 «Управление электротехническими комплексами» Специальность 6М070200 «Автоматизация и управление» Образовательная программа – Роботтотехника. Системы управления Факультет энергетики, автоматики и телекоммуникации Кафедра автоматизации производственных процессов 2015 |
Предисловие Программу обучения по дисциплине для магистрантов (syllabus) разработал: зав. кафедрой АПП, доктор технических наук, профессор Обсужден на заседании кафедры автоматизации производственных процессов Протокол № _______ от «____»___________2015 г. Зав. кафедрой __________ «____»___________2015 г. (подпись) Одобрена учебно-методическим советом факультета энергетики и телекоммуникации Протокол № ________ от «____»____________2015 г. Председатель _________ «____»___________ 2015 г. (подпись) (ФИО) |
Сведения о преподавателе и контактная информация
, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой
Кафедра автоматизации производственных процессов находится в главном корпусе КарГТУ (Бульвар Мира, 56), аудитория 131, контактный телефон
56-51-84 (кафедра АПП).
Трудоемкость дисциплины
Семестр | Количество кредитов | Количество кредитов ECST | Вид занятий | Количество часов СРМ | Общее количество часов | Форма контроля | |||
количество контактных часов | количество часов СРМП | всего часов | |||||||
лекции | практические занятия | лабораторные занятия | |||||||
Для магистрантов дневного отделения (обучения по 1.5-годичной, профильной программе) | |||||||||
1 | 4 | 30 | - | 30 | 30 | 90 | 30 | 120 | Экзамен |
Характеристика дисциплины
Дисциплина «Системы управления электротехническими комплексами » входит в цикл профилирующих для магистрантов специальности 6М070200 – Автоматизация и управление и в соответствии с учебным планом специальности входит в компонент по выбору.
Цель дисциплины
Целью изучения данной дисциплины является формирование у студентов знаний о принципах построения и способах реализации систем управления электротехническими комплексами, а также приобретение навыков проектирования, расчета и исследования таких систем.
Задачи дисциплины
Задачи дисциплины следующие:
- усвоение студентами принципов действия и применения систем управления электротехническими комплексами, включая системы управления электроприводами постоянного и переменного тока;
- ознакомление с основными направлениями развития систем управления электротехническими комплексами;
- приобретение практических навыков проектирования устройств, выбора и расчета средств управления электроприводами с учетом характеристик объектов управления и особенностей применяемых технических средств;
- закрепление, расширение и углубление знаний по системам управления управления электротехническими комплексами;
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:
иметь представление: об основных типах систем управления систем управления электротехническими комплексами, их характеристиках, областях применения;
знать: свойства типовых систем управления электротехническими комплексами, их структуры, принцип действия;
уметь: производить выбор типа системы управления, выбор основных блоков и узлов, расчет параметров систем управления;
приобрести практические знания по параметрированию, наладке и исследованию систем управления электроприводами.
Пререквизиты
Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):
Дисциплина | Наименование разделов (тем) |
Линейные системы автоматического регулирования | Методы синтеза линейных САР |
Нелинейные систем автоматического управления | Методы синтеза нелинейных и дискретных САУ |
Цифровая техника | Логические устройства, компараторы, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи |
Электромеханические системы | Режимы работы асинхронных, синхронных и двигателей постоянного тока |
Постреквизиты
Знания, полученные при изучении дисциплины «Системы управления электротехническими комплексами» используются при выполнении магистерской диссертации
Тематический план дисциплины
Наименование раздела (темы) | Трудоемкость по видам занятий, час. | |||
лекции | практи-ческие | лабора-торные | СРМП | СРМ |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
1 Введение | 2 | - | - | 1 | - |
2 Логическое управление электроприводами. Типовые узлы схем управления и защиты. Типовые релейно-контакторные СУЭП постоянного тока. Типовые релейно-контакторные схемы автоматического управления АД, СД | 2 | - | - | 2 | 1 |
3 Математическое описание и принципы построения систем управления. Математическая модель электродвигателя постоянного тока. Управляемый выпрямитель. Реализация регуляторов | 2 | - | - | 2 | 2 |
Математические модели электрической машины переменного тока | 2 | - | - | 2 | - |
Принципы управления координатами электропривода Стандартные настройки простейших контуров. .Типовые режимы управления механизмами. Стабилизация, слежение, позиционирование Синхронизация скоростей и положений. Управление нагрузкой электроприводов | 2 | - | - | 2 | - |
4 Замкнутые системы регулирования скорости и момента электропривода постоянного тока. Электропривод с ОС по ЭДС. Электропривод с задержанной ООС по току с отсечкой. Электропривод с ООС по скорости и току с отсечками | 2 | - | - | 2 | - |
Электропривод с подчиненным регулированием параметров | 2 | - | - | 4 | - |
Лабораторная работа №1 | - | - | 2 | - | 2 |
Лабораторная работа №2 | - | - | 4 | - | 2 |
Лабораторная работа №3 | - | - | 4 | - | 2 |
5 Системы регулирования скорости асинхронного электропривода. Частотное управление Частотное управление с постоянством магнитного потока | 2 | - | - | 2 | 2 |
Векторное управление электроприводом переменного тока | 2 | - | - | 3 | 3 |
Лабораторная работа №4 | - | - | 4 | - | 2 |
6 Системы управления электроприводами технологических комплексов. Типовые функции систем управления технологическими линиями | 2 | - | - | 2 | - |
Система управления электроприводом насоса с преобразователем частоты. Системы управления металлобрабатывающими станками | 2 | - | - | - | - |
Система управления летучими ножницами. Системы управления электроприводами реверсивных прокатных станов. Состав и свойства систем управления горнодобывающим оборудованием. Унифицированные системы управления электроприводами одноковшовых экскаваторов | 2 | - | - | 2 | 2 |
Системы управления взаимосвязанными электроприводами непрерывно - поточных производств | 2 | - | - | 2 | - |
Лабораторная работа №5 | - | - | 4 | - | 3 |
Лабораторная работа №6 | - | - | 4 | - | 2 |
Лабораторная работа №7 | - | - | 4 | - | 3 |
7 Программная реализация средств управления электроприводами | 2 | - | - | 2 | 2 |
Лабораторная работа №8 | - | - | 2 | - | - |
8 Системы управления электроприводами в следящих режимах и в режимах позиционирования. Системы адаптивного управления электроприводами | 2 | - | 4 | 2 | - |
Лабораторная работа №9 | - | - | 2 | - | 2 |
ИТОГО: | 30 | - | 30 | 30 | 30 |
.Перечень лабораторных занятий
В процессе изучения дисциплины магистранты выполняют 9 лабораторных работ:
1.Система управления электроприводом постоянного тока-2
2. Исследование динамических свойств высокоточной
системы стабилизации скорости -4
3. Моделирование следящей системы угла поворота
вала ДПТ с комбинированным каналом управления - 4
4. Система управления электроприводом переменного тока
с векторным управлением -4
5. Оптимизация АСУ ЭП по интегральному критерию
качества - 4
6. Оптимизация системы регулирования скорости
многомассового упругого объекта с использованием
эталонной модели - 4
7. Моделирование привода металлорежущего станка – 4
8.Система управления следящим электроприводом Фесто -2
9.Следящий электропривод угла поворота вала двигателя
постоянного тока - 2
Методические указания по выполнению лабораторных работ выполнены в виде виртуального лабораторно – практического комплекса и указаны в списке основной литературы [7].
Рекомендуемая литература, контрольные задания для СРМ представлены в методических указаниях к практическим и лабораторным занятиям [8,7].
Тематический план самостоятельной работы магистранта с преподавателем
Наименование темы СРСП | Цель занятия | Форма проведения занятия | Содержание задания | Рекомендуемая литература |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Тема 1. Введение | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос | Подготовка ответов на контрольные вопросы по данной теме | [1,6,9] |
Тема 2. Логическое управление электроприводами | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [2,9,10] |
Тема 3. Математическое описание и принципы построения систем управления электроприводами | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка ответов на контрольные вопросы и решение задач по данной теме | [1, 3,5,10] |
Тема 4. Замкнутые системы регулирования скорости и момента электропривода постоянного тока | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [1,3,5,6,10 ] |
Тема 5. . Системы регулирования скорости асинхронного электропривода | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [1,3,10,11] |
Тема 6. Системы управления электроприводами технологических комплексов | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [6,10, 11] |
Тема 7. Программная реализация средств управления электроприводами | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [6] |
Тема 8. Системы управления электроприводами в следящих режимах и в режимах позиционирования. Системы адаптивного управления электроприводами | Углубление знаний по данной теме | Устный опрос, обсуждение докладов | Подготовка докладов и ответов на контрольные вопросы по данной теме | [1,4,6, 10, 11] |
Примечание – номер рекомендуемой литературы, указанной в квадратных скобках, проставляется согласно нумерации списка основной и дополнительной литературы, предлагаемой в силлабусе.
Темы контрольных заданий для СРМ
1. Определения и функции СУЭП.
2. Классификация СУЭП.
3. Типовые схемы пуска электроприводов постоянного и переменного тока.
4. Типовые узлы релейно - контакторных САУ ЭП.
5. Элементы логических схем управления.
6. Система подчиненного регулирования.
7. Настройки на технический и симметричный оптимумы.
8. Стабилизация, слежение, позиционирование.
9. Синхронизация скоростей и положений.
10. Управление нагрузкой электроприводов.
11. Цифро-аналоговая система позиционного управления.
12. Цифро-аналоговая система регулирования скорости.
13. Система с прямым цифровым управлением.
14. Электропривод с одноконтурной системой регулирования скорости.
15. САУ с ориентацией по вектору потокосцепления ротора.
16. САУ с автономным инвертором тока.
17. Управление смесителями.
18. Системы управления скоростью и соотношением скоростей механизмов, взаимосвязанных ленточным материалом
19. Управление моталками.
20. Принципы построения систем управления электроприводами манипуляторов.
21. Системы управления конвейерами
22. Система прямого управления моментом фирмы АВВ.
23. Сетевые средства систем управления электроприводами
24. Принципы построения систем управления следящим электроприводом.
25. Цифровые системы позиционирования.
26. Системы с самонастройкой структуры.
27. Адаптация с сигнальной самонастройкой регулятора тока.
Критерии оценки знаний магистрантов
Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и итоговой аттестации (экзамен) (до 40%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.
График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
Вид конт-роля | Цель и содержание задания | Рекомендуемая лит-ра | Продолжитель-ность выполнения | Форма контроля | Срок сдачи |
Лабораторная работа №1 | Система управления электроприводом постоянного тока типа Симорег | 2 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 1 неделя | |
Лабораторная работа №2 | Исследование динамических свойств высокоточной системы стабилизации скорости. | [7] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 2-3 недели |
Лабораторная работа №3 | Моделирование следящей системы угла поворота вала ДПТ с комбинированным каналом управления | [7] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 4-5 недели |
Лабораторная работа №4 | Система управления электроприводом переменного тока с векторным управлением | [1, 12] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 6-7 недели |
Модуль №1 | Логическое управление электроприводами. Математическое описание и принципы построения систем управления. Замкнутые системы регулирования скорости и момента электропривода постоянного тока | [1,2, 3, 5.6,9, 10, 11,12] | 0.75 час | Рубежный контроль | 7 неделя |
Лабораторная работа №5 | Оптимизация АСУ ЭП по интегральному критерию качества | [7] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 8-9 недели |
Лабораторная работа №6 | Оптимизация системы регулирования скорости многомассового упругого объекта с использованием эталонной модели | [7] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 10-11 недели |
Лабораторная работа №7 | Моделирование привода металлорежущего станка | [7] | 4 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 12- 13 недели |
Лабораторная работа №8 | Система управления следящим электроприводом Фесто | [1,9] | 2 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 14 неделя |
Лабораторная работа №9 | Следящий электропривод угла поворота вала двигателя постоянного тока | [7] | 2 час | Отчет по работе, устный опрос (текущий) | 15 неделя |
Модуль №2 | Системы управления электроприводами технологических комплексов. Программная реализация средств управления электроприводами. Системы управления электроприводами в следящих режимах и в режимах позиционирования. Системы адаптивного управления электроприводами | [1,4,6,10, 11] | 0.75 час | Рубежный контроль | 15 неделя |
СРМП | Контроль усвоения самостоятельно изученного материала. | В соответствии с тематикой реферата | 30 час. | Реферат, доклад | Согласно графика СРМП |
Экзамен | Проверка усвоения материала дисциплины | Весь перечень основной и дополнительной литературы | 2 контактных часов | Итоговый | В период сессии |
Примечание – номер рекомендуемой литературы, указанной в квадратных скобках, проставляется согласно нумерации списка основной и дополнительной литературы, предлагаемой в силлабусе.
Политика и процедуры
При изучении дисциплины «Системы управления электротехническими комплексами» необходимо соблюдать следующие правила:
1. Не опаздывать на занятия.
2. Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни представлять соответствующую медицинскую справку, в других случаях – объяснительную записку.
3. В обязанности магистранта входит посещение всех видов занятий.
4. Согласно календарному графику учебного процесса сдавать все виды контроля.
5. Пропущенные практические и лабораторные занятия отрабатывать в указанное преподавателем время.
6. Во время лекционных, лабораторных и других занятий выполнять правила внутреннего распорядка, касающиеся поведения студентов в учебных аудиториях.
7. В ходе внеаудиторной подготовки внимательно и вдумчиво изучать прослушанный накануне лекционный материал, систематически использовать рекомендуемую литературу и другие источники.
8. При подготовке к лабораторным занятиям предварительно ознакомиться с описанием лабораторной работы и используемого оборудования, изучить соответствующий тематике работы раздел теоретической части дисциплины, подготовить соответствующие бланки и заготовки таблиц и графиков.
9. При подготовке к СРМП предварительно изучить соответствующий раздел теоретической части дисциплины и ответить на поставленные преподавателем контрольные вопросы.
10. Активно участвовать в учебном процессе.
Список основной литературы
1. , , Управление электроприводами. – Л.: Энергоиздат, 1982.- 391с.
2. , Автоматическое управление электроприводами. – М.: Высшая школа, 1979.- 318с.
3. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560с.
4. , Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 512с.
5. , , Системы управления электроприводами: Учеб. пособие / КарГТУ.- Караганда: – 2006. – 64 с.
6. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов/, , - М.: Академия, 2004. – 576с.
7. Виртуальный лабораторно-практический комплекс по дисциплине "Системы управления электроприводами". Автоматизированная обучающая система (электронный учебник) и компьютерный лабораторный практикум / ,, -Караганда: 2005.
8. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Системы управления электроприводами" – Караганда: 2005.
Список дополнительной литературы
9. Системы автоматизированного управления электропривода.- М.: ИНФРА-М, 2004. - 208с.
10. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. и . – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 616 с.
11. Электротехнический справочник. В 3 т. Т.3: Кн.2. Использование электрической энергии/ Под ред. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 616с.
12., Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов. Санкт–Петербургская Электротехническая компания. Санкт-Петербург, 2002-88с.
ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ СТУДЕНТА
(SYLLABUS)
По дисциплине SUEK 5303 «Системы управления
электротехническими комплексами»
(код и наименование)
Модуль SUEK 06 «Системы управления
электротехническими комплексами»
(код и наименование)
