Нелинейные системы автоматического регулирования
内容描述: Данная дисциплина изучает основные понятия, типы и особенности нелинейных систем управления, а также методы анализа их устойчивости и качества регулирования. Особое внимание уделяется таким методам, как фазовый анализ, точечное изображение, гармоническая линеаризация и стабилизация релейных систем. Предназначена для формирования у студентов теоретических знаний и практических навыков в области анализа и синтеза нелинейных и дискретных систем управления, включая методы Ляпунова и исследование абсолютной устойчивости.
贷款数: 6
Пререквизиты:
- Элементы и устройства автоматики
*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)* | Экзамен |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Профилирующие дисциплины
Цель
- Формирование у студентов знаний по построению и использованию нелинейных систем автоматического регулирования и управления техническими системами в различных отраслях промышленности, подготовка к самостоятельному решению теоретических и прикладных задач в области применения таких систем.
Задача
- Рассматриваются основные методы дифференцирования нелинейных систем: метод фазового пространства, точечные изображения и метод гармонической линеаризации, стабилизация релейных систем. Методы дифференцирования устойчивости: методы первого и второго Ляпунова, а также методы изучения абсолютной устойчивости, дискретные системы управления.
Результат обучения: знание и понимание
- – принципы построения нелинейных систем; – виды и особенности описания нелинейных элементов; – метод фазового пространства; – метод гармонической линеаризации; – стабилизация релейных систем; – первого и второго методов Ляпунова исследования устойчивости систем управления; – методы исследования абсолютной устойчивости; – основы построения дискретных систем управления.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Применять знания принципов построения нелинейных систем в практической и исследовательской деятельности.
Результат обучения: формирование суждений
- Способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, осознавать перспективность интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, уметь критически оценивать свои достоинства и недостатки.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Способность эффективно работать индивидуально и в качестве члена команды, демонстрируя навыки руководства отдельными группами исполнителей, в том числе над междисциплинарными проектами, уметь проявлять личную ответственность, приверженность профессиональной этике и нормам ведения профессиональной деятельности.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Способность осваивать вводимое новое оборудование, проверять техническое состояние и остаточный ресурс действующего оборудования систем автоматизации, в случае необходимости обеспечивать ремонтно-восстановительные работы на производственных участках предприятия.
*TeachingMethods(zh-CN)*
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; 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 различных профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения).
*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 | ||
2 *Rating(zh-CN)* | Практическая работа 4 | 0-100 |
Практическая работа 5 | ||
Практическая работа 6 | ||
*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)* |
*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. Общие определения
- Методы описания систем управления. Функции, функционалы и операторы. Виды операторов
- Представление систем в пространстве состояний
- Изображение процессов в фазовом пространстве
- Линейные и нелинейные системы управления. Релейные системы. Виды статических звеньев
- Методы анализа нелинейных систем на плоскости. Метод фазовой плоскости.
- Метод точечных отображений
- Исходные положения метода гармонической линеаризации.
- Вычисления коэффициентов гармонической линеаризации.
- Алгебраический способ определения автоколебаний. Частотный способ определения автоколебаний
- Устойчивость нелинейных систем. Основные понятия. Первый метод Ляпунова. Знакопостоянные и знакоопределенные функции. Положительно определенные квадратичные формы.
- Функция Ляпунова. Второй метод Ляпунова. Методы построения функций Ляпунова.
- Абсолютная устойчивость. Прямой метод Ляпунова исследования абсолютной устойчивости. Частотный метод исследования абсолютной устойчивости.
- Дискретные системы управления. Общие Преимущества дискретных систем. Виды модуляции. Разностные уравнения дискретных систем. Z-преобразование дискретных систем. положения.
- Передаточные функции дискретных систем. Полюса передаточной функции и устойчивость дискретных систем. Преобразование непрерывной передаточной функции в дискретную
Основная литература
- 1.Чернов Б.А. Линейные системы автоматического регулирования: Учебное пособие (для студентов высших учебных заведений специальности «Автоматизация и управление»). – Алматы: НАО АУЭС, 2015. – 80 с. 2 Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2004. – 752 с. (Серия: Специалист). 3 Ким Д.П. Теория автоматического управления. В 2-х т. Т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 440 с. 4 Теория автоматического управления: Учеб. для вузов / Под ред. В.Б. Яковлева. – М.: Высшая школа, 2009. – 567 с. 5 Певзнер Л.Д. Теория систем управления: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2013. – 424 с. – (Учебники для вузов. Специальная литература). 6 Малафеев С.И., Малафеева А.А. Теория автоматического управления: Учебник для студ. учреж. высш. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 384 с. – (Сер. Бакалавриат). 7 Гайдук А.Р., Беляев В.Е., Пьявченко Т.А. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в МАТLАВ: Учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2011. – 464 с. (Учебники для вузов). 8 Певзнер Л.Д. Теория автоматического управления. Задачи и решения: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2016. – 604 с. – (Учебники для вузов. Специальная литература). 9 Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2010. - 624 с.- (Учебники для вузов. Специальная литература). 10 Кудинов Ю.И., Пащенко Ф.Ф. Теория автоматического управления (с использованием МАТLAB-SIMULINK): Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2016. – 256 с. – (Учебники для вузов. Специальная литература). 11 Шишмарев В.Ю. Основы автоматического управления: Учеб. пособие для студентов вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 352 с. 12 Юревич Е.И. Теория автоматического управления. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 560 с. 13 Пупков К.А., Коньков В.Г. Теория нелинейных систем автоматического регулирования: Учебное пособие. – М.: РУДН, 2009. – 258 с. 14 Волобуева О.П. Основы теории управления. Учебник для вузов. – Алматы: КазНТУ, 2005. – 256 с. 15 Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2008. – 400 с. 16 Гальперин М.В. Автоматическое управление: Учебник. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2007. – 224 с. (Профессиональное образование). 75 17 Арсеньев Г.Н., Замуруев С.Н. Радиоавтоматика: Учебник. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2016. - 592 с.
Дополнительная литература
- 18 Теория автоматического управления: Учеб. пособие / Под ред. В.И. Лачина. – Ростов н /Д: Феникс, 2007. - 469 с. (Высшее образование). 19 Лукас В.А. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1990. – 416 с.