Рабочая учебная программа

Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины (модуля) являются формирование у студентов общих методологических основ и принципов построения систем управления техническими и организационными системами; формирование научного подхода к моделированию и проектированию систем управления процессами и объектами, приобретение студентами навыков по моделированию и расчету систем управления для использования их в производственной деятельности, связанной с разработкой, эксплуатацией и настройкой систем и устройств управления.

Место дисциплины в структуре ООП направления

Дисциплина ”Основы теории управления” (код Б.3.17) относится к вариативной части профессионального цикла дисциплин (код Б.3). Дисциплина базируется на знаниях и умениях, приобретённых при изучении курсов ”Математика 1” (разделы ”Матричная алгебра”, “Линейная алгебра”, ”Комплексные числа”), “Математика 2” (разделы ”Дифференциальные уравнения”, ”Преобразование Лапласа”), “Информатика” (пакеты прикладных программ), ”Электротехника, электроника и схемотехника” (Анализ цепей постоянного и переменного тока, переходные процессы).

Знания и умения, полученные при изучении дисциплины ”Основы теории управления”, используются в последующих дисциплинах: “ Моделирование и оптимизация технологических процессов”, “Интеллектуальные системы и технологии”.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Ø Знать: Основные принципы управления (ОК-10). Формы представления математических моделей объектов и систем управления (ПК-11).

Ø Уметь: применять методы исследования математических моделей объектов автоматизации и управления (ОК-10); формулировать требования к свойствам систем и проводить сравнительный анализ свойств динамических систем; (ПК-11).

Ø Владеть: разработки моделей изучаемых объектов (ОК-10); исследования свойств автоматизируемого объекта и систем (ПК-11).

Структура и содержание дисциплины

Структура дисциплины

Распределение фонда времени по семестрам, неделям и видам занятий

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 120 часов.

Содержание дисциплины. Распределение фонда времени по темам и видам занятий

Тематический план изучения дисциплины

Тема 1. Введение. Математические методы описания линейных непрерывных систем.

Лекционные вопросы:

• Общие характеристики методов.
• Использование дифференциальных уравнений.
• Использование переходной и весовой функций.
• Использование частотных передаточных функций.
• Использование логарифмических частотных характеристик.

Литература: [1], стр. 9.

Тема 2. Передаточные функции систем управления.

Лекционные вопросы:

• Соединение звеньев систем управления.
• Преобразование структурных схем линейных систем.
• Передаточные функции систем управления.
• Типовые динамические звенья систем управления.

Литература: [1], стр. 18.

Тема 3. Типовые динамические звенья систем управления.

Лекционные вопросы:

• Классификация звеньев.
• Позиционные звенья.
• Дифференцирующие звенья.
• Интегрирующие звенья.
• Звено запаздывания.

Литература: [1], стр. 25.

Тема 4. Детерминированные процессы в линейных стационарных САУ.

Лекционные вопросы:

• Устойчивость замкнутых систем.
• Показатели качества замкнутых систем.
• Проектирование систем с заданными параметрами.

Литература: [1], стр. 33.

Тема 5. Случайные процессы в линейных стационарных системах.

Лекционные вопросы:

• Математическое ожидание.
• Дисперсия.
• Спектральная плотность.

Литература: [1], стр. 53.

Тема 6. Оптимизация параметров систем управления.

Лекционные вопросы:

• Постановка задачи.
• Оптимизация параметров систем при заданной структуре системы управления.
• Синтез оптимальной структуры системы управления.

Литература: [1], стр. 58.

Тема 7. Нестационарные САУ.

Лекционные вопросы:

• Общие понятия и определения.
• Методы анализа нестационарных систем управления.

Литература: [1], стр. 66.

Тема 8. Нелинейные САУ.

Лекционные вопросы:

• Общие понятия, виды нелинейностей.
• Особенности процессов в нелинейных системах.
• Методы исследования нелинейных систем.

Литература: [1], стр. 68.

Тема 9. Дискретные СУА (начало).

Лекционные вопросы:

• Общие понятия и определения.
• Z-преобразование.
• Дискретные передаточные функции.
• Частотные характеристики импульсных фильтров

Литература: [1], стр. 81.

Тема 10. Дискретные СУА (конец).

Лекционные вопросы:

• Характеристики решетчатых случайных процессов.
• Шумы квантования по уровню.
• Теория линейных импульсных систем.
• Теория цифровых систем

Литература: [1], стр. 89.