Основы теории оптимального управления

Кадыролдина Альбина Талапжановна

*InstructorProfile(zh-CN)*

内容描述: В дисциплине изучаются, формируются умения и навыки по следующим вопросам: основные понятия и определения оптимального управления; классификация задач оптимального управления; статическая и динамическая оптимизация; математические методы, применяемые в теории оптимального управления; методы отыскания экстремумов функций классического анализа одной переменной; методы вариационного исчисления; динамическое программирование; основные идеи линейного программирования; нелинейное программирование.

贷款数: 6

Пререквизиты:

  • Линейные системы автоматического регулирования

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

*TypesOfClasses(zh-CN)* *hours(zh-CN)*
*Lectures(zh-CN)* 30
*PracticalWork(zh-CN)* 30
*LaboratoryWork(zh-CN)*
*srop(zh-CN)* 30
*sro(zh-CN)* 90
*FormOfFinalControl(zh-CN)* экзамен
*FinalAssessment(zh-CN)* Устный экзамен

零件: Вузовский компонент

循环次数: Профилирующие дисциплины

Цель
  • предоставить обучающимся теоретические знания и практические навыки для проектирования и анализа оптимальных систем управления в различных областях, таких как робототехника, автоматизация, экономика и другие.
Задача
  • приобретение знаний и пониманий о более сложных системах управления с применением оптимального управления.
  • изучение методов анализа и синтеза оптимальных управляющих систем
Результат обучения: знание и понимание
  • Знать и понимать основные принципы оптимального управления, включая понимание понятий оптимальности, функционалов качества, принципов максимума Понтрягина и динамического программирования.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
  • применять полученные знания и понимание для анализа и проектирования оптимальных систем управления в различных областях, таких как автоматизация, робототехника, экономика и другие, а также для решения практических задач оптимизации управления в реальных проектах.
Результат обучения: формирование суждений
  • формировать суждения о применимости и эффективности методов оптимального управления в различных практических ситуациях, анализировать и выбирать подходящие методы для конкретных задач управления системами.
Результат обучения: коммуникативные способности
  • объяснять основные концепции и принципы оптимального управления другим людям, в том числе специалистам и неспециалистам, а также обмениваться идеями и обсуждениями проблем в области управления системами.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
  • систематизировать и анализировать информацию в области оптимального управления, изучать дополнительные материалы, проводить исследования и применять новые знания и методы в своей деятельности.
*TeachingMethods(zh-CN)*

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

*Period2(zh-CN)* *TypeOfTask(zh-CN)* *Total(zh-CN)*
1  *Rating(zh-CN)* Практическая работа 1 0-100
Практическая работа 2
Практическая работа 3
Практическая работа 4
2  *Rating(zh-CN)* Практическая работа 5 0-100
Практическая работа 6
Практическая работа 7
Практическая работа 8
*TotalControl(zh-CN)* экзамен 0-100
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent *Grade4(zh-CN)* *Grade3(zh-CN)* *Grade2(zh-CN)*
Практическая работа Дан полный, развернутый ответ на поставленный вопрос, показана совокупность осознанных знаний об объекте, проявляющаяся в свободном оперировании понятиями, умении выделить существенные и несущественные его признаки, причинно-следственные связи. Знание об объекте демонстрируется на фоне понимания его в системе данной науки и междисциплинарных связей. Ответ формулируется в терминах науки, изложен литературным языком, логичен, доказателен, демонстрирует авторскую позицию обучающегося. Дан развернутый ответ на поставленный вопрос, показано умение выделить существенные и несущественные признаки, причинно-следственные связи. Ответ четко структурирован, логичен, изложен в терминах науки. Однако допущены незначительные ошибки или недочеты, исправленные обучающимся с помощью «наводящих вопросов». Дан неполный ответ. Присутствует нелогичность изложения. Обучающийся затрудняется с доказательностью. Масса существенных ошибок в определениях терминов, понятий, характеристике фактов, явлений. В ответе отсутствуют выводы. Речь неграмотна. При ответе на дополнительные вопросы обучающийся начинает осознавать существование связи между знаниями только после подсказки преподавателя. Не получены ответы по базовым вопросам дисциплины.
*EvaluationForm(zh-CN)*

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

  • 40% результата, полученного на экзамене;
  • 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

И= 0,6 Р1+Р2 +0,4Э
2

 

где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Оценка по буквенной системе Цифровой эквивалент Баллы (%-ное содержание) Оценка по традиционной системе
A 4.0 95-100 Отлично
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Хорошо
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Удовлетворительно
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Неудовлетворительно
F 0 0-24
Темы лекционных занятий
  • Введение. Основы теории оптимального управления
  • Основные термины и определения
  • Постановка задачи оптимального управления
  • Критерии оптимальности
  • Математические методы, применяемые при статической оптимизации
  • Математические методы, применяемые при динамической оптимизации
  • Аналитическое конструирование регуляторов
  • Линейное программирование
  • Нелинейное программирование
Основная литература
  • Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и томах / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. – 656 с.
  • Справочник по теории автоматического управления /Под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.
  • Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория конструирования систем управления. – М.: Высш. шк., 1998. – 574 с.
  • Сейдж Э.П., Уайт Ч.С., III. Оптимальное управление системами /Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1982. – 392 с.
Дополнительная литература
  • Дорф Р, Бишоп Р. Современные системы управления /Пер. с англ. – М.: Ла-боратория Базовых Знаний, 2002. – 832 с.
  • Изерман Р. Цифровые системы управления /Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 541 с.