Нелинейные системы автоматического регулирования

Кадыролдина Альбина Талапжановна

*InstructorProfile(zh-CN)*

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.