Линейные системы автоматического регулирования

Описание: Данная дисциплина изучает основы теории автоматического регулирования, включая классификацию и математическое описание основных типов линейных систем автоматического регулирования (САР). Рассматриваются методы анализа и проектирования таких систем. Предназначена для формирования у обучающихся фундаментальных знаний в области теории управления, необходимых для разработки, исследования и применения систем автоматического регулирования в профессиональной деятельности.

Количество кредитов: 8

Пререквизиты:

• Элементы и устройства автоматики

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Вузовский компонент

Цикл: Базовые дисциплины

Цель

• Подготовка квалифицированного бакалавра, понимающего роль и значение автоматизации процессов управления техническими устройствами, знающего теоретические основы автоматического управления и умеющего выполнять расчёты линейных САР и управления техническими устройствами с широким использованием средств современной вычислительной техники.

Задача

• Обеспечение бакалавра по специальности глубокими теоретическими знаниями и практическим опытом в области проектирования и эксплуатации линейных САР.

Результат обучения: знание и понимание

• основы теории линейных систем управления и методы их математического описания, основы расчета САР и управления линейными системами автоматического регулирования.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Способность применять специальные знания и понимания в области автоматизации в комплексной инженерной деятельности на основе целостной системы научных знаний.

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.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Осуществлять коммуникации в профессиональной среде и в обществе в целом, анализировать существующую и разрабатывать самостоятельно техническую документацию; четко излагать и защищать результаты комплексной инженерной деятельности.

Методы преподавания

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.

Оценка знаний обучающегося

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.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

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:

 

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:

Темы лекционных занятий

• Введение
• Основные понятия и определения ЛСАР
• Структурная схема
• Дифференциальные уравнения линейных САР и операторная форма записи
• Динамические характеристики САР
• Частотные характеристики, расширенные характеристики
• Типовые динамические звенья и их характеристики: усилительное, дифференцирующее, интегрирующее звено
• Типовые динамические звенья и их характеристики: апериодическое звено 1-го порядка, колебательное звено, звено запаздывания
• Устойчивость линейных непрерывных систем
• Устойчивость линейных непрерывных систем
• Запас устойчивости системы по модулю и фазе
• Анализ качества регулирования по переходному процессу
• Корневые оценки качества САР
• Анализ качества по амплитудной и по вещественной частотной характеристике
• Построение переходного процесса методом трапеций

Основная литература

• Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования, издание третье, исправленное. М: Издательский центр «Академия», 2011.
• Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования, учебное пособие для вузов, изд. 2-е, перераб. и доп., - М.: "Энергия", 1997. - 648с., ил.
• Зайцев Г. Ф. Теория автоматического управления и регулирования.— 2-е изд., перераб. и доп. Киев, Издательство Выща школа Головное издательство, 2012.

Дополнительная литература

• Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т1. Линейные системы.М.: Физматлит, 2014.
• Алонцева Д.Л. Методические указания к выполнению практических занятий. Линейные системы автоматического регулирования. ВКГТУ, Усть-Каменогорск, 2011.