Робастты және инвариантты жүйелер
Сипаттама: Пән қазіргі заманғы басқару теориясы мен жүйелер теориясын, толық емес сенімділік жағдайында басқару жүйелерін талдау және синтездеу әдістерін зерттеуге арналған. Параметрлік белгісіздіктері бар объектілерді басқарудың адаптивті емес әдістері, параметрлік инвариантты жүйелердің синтезі, робастикалық тұрақтандыру және басқару қарастырылады. Техникалық жүйелерді басқарудың робастты жүйелерін синтездеу мәселелерінің мысалдары мен шешімдері келтірілген. Басқару жүйелерін талдау және синтездеу тапсырмалары MATLAB интеграцияланған ортасының Simulink Toolbox, Robust Control Toolbox қолданбалы бағдарламалар пакеттерін пайдалану арқылы қарастырылады.
Кредиттер саны: 5
Пререквизиты:
- Техникалық жүйелерді автоматтандыру
Пәннің еңбек сыйымдылығы:
| Жұмыс түрлері | сағат |
|---|---|
| Дәрістер | 15 |
| Практикалық жұмыстар | |
| Зертханалық жұмыстар | 30 |
| СӨЖО | 30 |
| СӨЖ | 75 |
| Қорытынды бақылау нысаны | емтихан |
| Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны |
Компонент: Таңдау бойынша компонент
Цикл: Кәсіптік пәндер
Мақсат
- робосты және инвариантты жүйелердегі синтез әдістері мен есептеріне ортақ көрініс беру. -интеллектуалдық жүйедегі алгоритммен модульдерді теориялық сипаттау. -магистранттарды интеллектуалдық жүйелерді қолдану әдістерімен таныстыру.
Міндет
- изучение методов теории робастного управления, основных приемов синтеза робастных регуляторов автоматических систем, методов исследования сложных явлений в процессах управления техническими системами в условиях неопределенности;
- освоение математического аппарата, лежащего в основе методов синтеза и анализа робастных и инвариантных систем управления;
- освоение пакетов прикладных программ Simulink Toolbox, Robust Control Toolbox среды MatLab для решения прикладных задач;
- приобретение практических навыков синтеза робастных регуляторов автоматических систем.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
- показывать знания современной теории управления и теории систем, методов и средств синтеза систем управления в условиях неполной определенности;
- оценивать расчёты по анализу устойчивости робастных и инвариантных систем управления;
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
- анализировать существующую и разрабатывать самостоятельно техническую документацию, четко излагать и защищать результаты комплексной инженерной и научной деятельности в области автоматизации и управления;
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
- применять самостоятельно методы и средства познания, осознавать перспективность профессионального саморазвития и самосовершенствования, уметь критически оценивать свои достоинства и недостатки;
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
- представлять результаты инженерных задач и научных исследований;
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
- применять методы теории автоматического управления для синтеза робастных и инвариантных систем;
- применять программные средства вычислительной техники для анализа и синтеза робастных и инвариантных систем.
Оқыту әдістері
интерактивная лекция (применение активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мотивационная речь);
информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);
поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения).
Білім алушының білімін бағалау
Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.
| Кезең | Тапсырма түрі | Өлшем |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | Лабораторная работа "Чувствительность и коррекция системы" | 0-100 |
| Лабораторная работа "Анализ робастных систем в среде MATLAB." | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| 2 рейтинг | Лабораторная работа "Синтез робастных систем с помощью MATLAB." | 0-100 |
| Лабораторная работа "Робастное управление линейным многомерным объектом по состоянию." | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| Қорытынды бақылау | емтихан | 0-100 |
Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты
| Тапсырма түрі | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Өте жақсы | Жақсы | Қанағаттанарлық | Қанағаттанарлықсыз | |
| Работа на лабораторных занятиях | Проявлена превосходная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения полностью освоены. Результат лабораторной работы полностью соответствует её целям. | Проявлена хорошая теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения в основном освоены. Результат лабораторной работы в основном соответствует её целям. | Проявлена удовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения частично освоены. Результат лабораторной работы частично соответствует её целям. | Проявлена неудовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения не освоены. Результат лабораторной работы не соответствует её целям. |
| Собеседование по контрольным вопросам | В ответе качественно раскрыто содержание темы. Ответ хорошо структурирован. Прекрасно освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован высокий уровень понимания материала. Превосходное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Основные вопросы темы раскрыты. Структура ответа в целом адекватна теме. Хорошо освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован хороший уровень понимания материала. Хорошее умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема частично раскрыта. Ответ слабо структурирован. Понятийный аппарат освоен частично. Понимание отдельных положений из материала по теме. Удовлетворительное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема не раскрыта. Понятийный аппарат освоен неудовлетворительно. Понимание материала фрагментарное или отсутствует. Неумение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. |
Бағалау нысаны
Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:
- Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
- Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.
Қорытынды бағаны есептеу формуласы:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;
Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.
Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:
Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:
| Әріптік жүйе бойынша бағалар | Балдардың сандық эквиваленті | Балдар (%-тік құрамы) | Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Өте жақсы |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Жақсы |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Қанағаттанарлық |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Қанағаттанарлықсыз |
| F | 0 | 0-24 |
Дәріс сабақтарының тақырыптары
- Введение в робастные системы
- Виды неопределенности
- Основные методы управления неопределенными объектами
- Анализ систем с неопределенностями
- Методы теории чувствительности
- Системы с интервальными параметрами
- Неадаптивные методы управления объектами с параметрическими неопределенностями
- Синтез параметрически инвариантных систем
- Робастное интервальное управление
- Синтез робастных систем управления
- Синтез робастных систем с ПИД-регулятором
- Робастная система с внутренней моделью
- Робастная стабилизация и управления
- Управление объектом первого порядка
- Нелинейное робастное управление многомерным объектом
Негізгі әдебиет
- Бобцов А.А., Никифоров В.О., Пыркин А.А., Слита О.В., Ушаков А.В. Методы адаптивного и робастного управления нелинейными объектами в приборостроении: учебное пособие для высших учебных заведений. – СПб: НИУ ИТМО, 2013. – 277 c.
- Поляк Б.Т. Робастная устойчивость и управление / Б.Т.Поляк, П.С. Щербаков. – М.:Наука, 2002.-303с.
- Дорф Ричард. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп; Пер. с англ. Б. И. Копылова. - Москва : Лаб. Базовых Знаний : ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, 2002. - 831 с.
- Герасимов Д. Н. Адаптивное и робастное управление динамическими системами. Практикум для выполнения лабораторных, практических и курсовых работ : учебное пособие / Д. Н. Герасимов, А. В. Парамонов, В. О. Никифоров. — Санкт-Петербург : НИУ ИТМО, 2020. — 149 с.
Қосымша әдебиеттер
- Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы : учебник и практикум для вузов. – Москва: Издательство Юрайт, 2023. - 441 с. URL: https://urait.ru/bcode/513236.
- Бобцов А.А., Пыркин А.А. Адаптивное и робастное управление с компенсацией неопределенностей. Учебное пособие. - СПб.: НИУ ИТМО, 2013. - 135с.
- Цыкунов А.М. Робастное управление с компенсацией возмущений. - Москва : Физматлит, 2012. – 298 с.
- Моделирование систем : учебное пособие / И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе, А.А. Третьяков. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. – 96 с.
- Лазарев В.Л. Робастное управление в биотехнологической промышленности: Учеб. пособие. СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. 196 с
