Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Марксизм – цельное и стройное учение, последовательно развивающее из единого принципа все богатство своего содержания, включающего универсальные зако...полностью>>
'Доклад'
Данный доклад освещается вопросы, связанные с математическим моделированием процессов обнаружения делящихся материалов в крупногабаритном багаже акти...полностью>>
'Рабочая программа'
Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования направления подготовки...полностью>>
'Книга'
Я решил попробовать написать популярную книгу о пространстве и времени после того, как прочитал в 1982 г. курс Лёбовских лекций в Гарварде. Тогда уже ...полностью>>

Рабочая программа модуля (дисциплины) математические основы теории управления

Главная > Рабочая программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Утверждаю

Директор института ЭНИН

________________Боровиков Ю.С.

«___»______________2010 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП

140100 теплоэнергетика и теплотехника

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА)

Автоматизация технологических процессов и производств теплоэнергетике и теплотехнике

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) БАКАЛАВР

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 Г.

КУРС 3 СЕМЕСТР 5

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 5

ПРЕРЕКВИЗИТЫ МАТЕМАТИКА, ФИЗИКА, ИНФОРМАЦИОНННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

КОРРЕКВИЗИТЫ ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА ТЭС И АЭС

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС

Лекций 27 ч.

Лабораторных занятий 18 ч.

Практическихх занятий 18 ч.

Аудиторные занятия 72ч.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 72 ч.

ИТОГО 144 ч.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра АТП ЭНИН

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ _______________ Озерова И.П.

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ________________ ____________

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Кац М.Д. ___________

2010г.

Утверждаю

Директор института ЭНИН

________________Боровиков Ю.С.

«___»______________2010 г.

АННОТАЦИЯ МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)

1. НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

2. УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ (КОД) В УЧЕБНЫХ ПЛАНАХ

Б2.В.1.3

3.НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) (ООП)

140100 теплоэнергетика и теплотехника

4. ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ (ПРОГРАММА)

Автоматизация технологических процессов и производств теплоэнергетике и теплотехнике

5. КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)

БАКАЛАВР

6. ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ

КАФЕДРА АТП ЭНИН

7. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ КАЦ МАРК ДАВЫДОВИЧ

Тел.563-386 E-mail

8. ЗАДАЧИ МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)

заключаются в формировании у студентов знаний и умений в применении математического аппарата при овладении теорией автоматического управления и разработанной на ее основе методики анализа и синтеза автоматических систем.

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ (ЗНАНИЯ ОПЫТ, КОМПЕТЕНЦИЯ)

Знания математического аппарата, необходимого для описания математических моделей автоматических систем управления, их идентификации, анализа и синтеза.

Умение методами матричного исчисления решать задачи автоматического управления.

компетенции: способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения; способность в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения; способность и готовностью использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области.

ИНФОРМАЦИЯ О ПРЕПОДАВАТЕЛЕ

  1. Кац Марк Давыдович, 1947 г.

  2. Доцент 1 ставка.

  3. ТПИ, автоматизация теплоэнергетических процессов промышленных предприятий, 1970г.

  4. ученая степень – кандидат физико-математических наук

  5. ТПИ, кафедра АТП, ТЭФ 1.08.70г. ассистент, старший преподаватель, доцент

  6. Основные публикации за 5 лет

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Об условиях применения импульсных методов определения теплофизических характеристик конструкционных материалов
// Известия Томского политехнического университета. – 2008. – Т. 312. – №4. –С. 10-13.

Кац М.Д. О погрешностях определения теплофизических характеристик конструкционных материалов импульсным методом // Материалы четырнадцатой Всероссийской научно–технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность». – Томск: Изд–во ТПУ, 2008. – С. 79–81.

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Анализ погрешностей определения импульсными методами теплофизических характеристик конструкционных материалов // Известия Томского политехнического университета. – 2008. – Т. 313. – №4. – С. 5–8.

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Теоретический анализ методических погрешностей определения теплофизических характеристик конструкционных материалов импульсным методом в образце конечных размеров // Измерительная техника. –2009. – №4. – С. 35–37.

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Анализ погрешности определения теплофизических характеристик конструкционных материалов импульсным методом при конечной длительности импульса лазерного луча // Инженерная физика. –2009. –№8. – С. 45–48.

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Расчет нестационарного двухмерного температурного поля пластины при локальном импульсном тепловом воздействии малой временной протяженности с теплоотводом на границах // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009612866.– Бюлл. прогр. №6, 2009.

Кузнецов Г.В., Кац М.Д. Анализ погрешности определения теплофизических характеристик конструкционных материалов импульсным методом при конечной длительности импульса лазерного луча // Инженерная физика. – 2009. – №8. – С. 45–48.

  1. Членство в научных и профессиональных организациях –

  2. Дисциплины, обеспечиваемые в текущем учебном году (часов в неделю) : Основы автоматизации ТЭП (лекций -1; лабораторных занятий – 2); введение в специальность (лекций -2); МОТУ (лекций -2; практических занятий – 2); УСИИочн (лекций -3; практических занятий – 2); УСИИзаочн (лекций -6; практических занятий – 12, лабораторных занятий – 12);

  3. Повышение квалификации. В 2008 году Кац М,Д. прошел обучение в ЦПКП ИИП Томского политехнического университета по направлению «Практикум создания информационно-образовательных ресурсов для организации дистанционного обучения на базе компьютерно-сетевых технологий (платформа WEBCT).

В 2009г. успешно защищена диссертация с присвоением звания кандидат физико-математических наук.

  1. Цели освоения модуля (дисциплины)

Цель преподавания дисциплины заключаются в формировании у студентов знаний и умений в применении математического аппарата при овладении теорией автоматического управления и разработанной на ее основе методики анализа и синтеза автоматических систем.

данная дисциплина дополняет общий курс математики, изучаемый в высших учебных заведениях, конкретизирует применение математического аппарата для решения задач теории автоматического управления, тем самым облегчает восприятие следующего курса по теории автоматического управления.

  1. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП

Дисциплина «Математические основы теории управления» находится в разделе вариативной части Б2.В.

Для успешного освоения дисциплины «Математические основы теории управления» студенты должны

знать:

- методы исследования устойчивости линейных систем автоматического управления и задач статической оптимизации с использованием элементов линейной алгебры;

- методы решения систем дифференциальных уравнений в матричной форме при анализе и синтезе систем автоматического управления;

- основы идентификации систем управления.

Уметь:

- производить расчет устойчивости линейных систем автоматического управления с использованием алгебраических критериев устойчивости;

- решать задачи статической оптимизации;

- решать системы дифференциальных уравнений в матричном виде;

- производить расчеты по управляемости и наблюдаемости систем автоматического управления.

владеть:

- навыками работы со справочной литературой и нормативно–техническими материа­лами;

- методами исследования устойчивости линейных систем автоматического управления;

- методами решения задач статической оптимизации;

- методами решения систем дифференциальных уравнений в матричной форме при анализе и синтезе систем автоматического управления;

- основами идентификации систем управления.

Пререквизитами дисциплины являются математика, физика, информационные технологии.

Кореквизитами дисциплины являются: теория автоматического управления, технологические процессы и производства на ТЭС и АЭС.

  1. Результаты освоения модуля (дисциплины)

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать

  • алгебраические критерии устойчивости линейных систем управления;

  • математические модели автоматических систем регулирования;

  • основные принципы построения математических моделей объектов управления.

владеть (методами, приемами)

- методами анализа устойчивости линейных систем автоматического управления;

- методами решения задач статической оптимизации;

- методами решения дифференциальных уравнений, описывающих процессы в системах управления;

- методами анализа управляемости и наблюдаемости систем.

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Универсальные ­(общекультурные) –

- способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

- способностью к письменной и устной коммуникации на государственном языке: умением логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь; готовностью к использованию одного из иностранных языков (ОК-2);

- способностью в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);

- готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

2. профессиональные -

- способностью использовать современные программные средства для анализа систем автоматического регулирования (ПК-1);

- применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

- готовностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и способностью привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-3).

  1. Структура и содержание модуля (дисциплины)

4.1. Аннотированное содержание разделов дисциплины (27 час.).

Модуль1. Применение элементов матричного исчисления и линейной алгебры для исследования устойчивости систем автоматического управления и решения задач статической оптимизации (10 часов)

1. Действия над матрицами. Методы перемножения матриц. Степени матриц. Многочлен от матрицы. Прямая сумма квадратных матриц (2ч.).

2. Кронекерово произведение прямоугольных матриц. Произведение векторов. Методы вычисления определителей (2ч.).

3. Методы определения ранга матрицы (2ч.).

4. Методы обращения матриц. Функциональные матрицы. Дифференцирование, интегрирование функциональных матриц. (2ч.).

5. Специальные матрицы. Применение матричного исчисления для решения задач автоматического управления: исследование устойчивости АСР при помощи алгебраических критериев; методы решения задач статической оптимизации. (2ч.).

Модуль 2. Методы решения систем дифференциальных уравнений в матричном виде при исследовании АСР (10 часов)

1. Представление системы дифференциальных уравнений в матричной форме. Задача Коши. Теорема существования и единственности решения. Составление и линеаризация уравнений элементов АСР. Пример составления дифференциального уравнения объекта регулирования. (2ч.).

2. Вывод общего решения однородной системы уравнений методом Эйлера в матричном виде. Решение линейной системы дифференциальных уравнений в случае различных вещественных корней характеристического уравнения. Представление полученного решения в матричной форме. Пример решения линейной системы дифференциальных уравнений (2ч.).

3. Вывод решения линейной системы дифференциальных уравнений в случае кратных вещественных корней характеристического уравнения. Пример решения линейной системы дифференциальных уравнений. Решение линейной системы дифференциальных уравнений в случае комплексных корней характеристического уравнения. Пример решения линейной системы дифференциальных уравнений (2ч.).

4. вывод решения неоднородной линейной системы дифференциальных уравнений методом вариации произвольных постоянных (метод Лагранжа). Пример расчета неоднородной линейной системы дифференциальных уравнений (2ч).

5. Метод неопределенных коэффициентов для нахождения частного решения системы дифференциальных уравнений. Пример расчета неоднородной линейной системы дифференциальных уравнений (2ч.).

Модуль 3. Основы идентификации систем управления (7 часов)

1. Цели использования моделей. Математические модели. Описание объектов идентификации и моделей. Пространство переменных состояний объекта. Задачи исследования и проектирования систем. Математическое описание непрерывных детерминированных систем. Системы дифференциальных уравнений состояния и выхода. Вывод решения выходной системы дифференциальных уравнений для случая линейной непрерывный детерминированной АСР (3ч.).

2. Математическое описание входных сигналов, используемых при идентификации систем: ступенчатая единичная функция, дельта- функция Дирака, полиномиальный сигнал. гармонический сигнал. Математическое описание переходных процессов в линейных автоматических системах. (2ч.)

3. Математические основы управляемости и наблюдаемости систем. Критерий Гильберта для управляемости и наблюдаемости систем. Критерий Калмана для определения управляемости и наблюдаемости систем. Примеры расчета (2ч).

4.2.Содержание практического раздела дисциплины (практические занятия)

1.

Действия над матрицами

2 час.

2.

Матричные операции

2 час.

3.

Методы вычисления определителей. Методы вычисления ранга матрицы.

2 час.

4.

Методы обращения матриц. Исследование устойчивости АСР при помощи алгебраических критериев; методы решения задач статической оптимизации.

2 час.

5.

Решение однородных линейных систем дифференциальных уравнений в матричном виде

2 час.

6.

Решение неоднородных линейных систем дифференциальных уравнений в матричном виде

2 час.

7.

Расчет управляемости систем по критериям Гильберта и Калмана

2 час.

8.

Расчет наблюдаемости систем по критериям Гильберта и Калмана

2 час.

9.

Итоговое занятие

2 час.

4.3. Содержание практического раздела дисциплины (лабораторные занятия)

1.

Вводное занятие. Знакомство с программной оболочкой MathCAD.

2 час.

2.

Исследование матричных операций в программе MathCAD

2 час.

3.

Исследование методов расчета определителей в программе MathCAD

2 час.

4.

Исследование методов обращения матриц в программе MathCAD

2 час.

5.

Решение однородной линейной системы дифференциальных уравнений в матричной форме и построение графиков решений в программе MathCAD

2 час.

6.

Решение неоднородной линейной системы дифференциальных уравнений в матричной форме и построение графиков решений в программе MathCAD

2 час.

7.

Расчет управляемости систем по критериям Гильберта и Калмана в программе MathCAD

2 час.

8.

Расчет наблюдаемости систем по критериям Гильберта и Калмана в программе MathCAD

2 час.

9.

Итоговое занятие

2 час.

Структура модуля (дисциплины) по разделам и формам организации обучения

Название раздела (темы)

Ауд. Работа, час

СРС

Колл.

Итого

Лекц.

Практ. з

Лаб. з

1. Применение элементов матричного исчисления и линейной алгебры для исследования устойчивости систем автоматического управления и решения задач статической оптимизации.

10

10

8

22

48

Теоретический коллоквиум 1

2

2

2. Методы решения систем дифференциальных уравнений в матричном виде при исследовании АСР.

10

10

6

22

48

Теоретический коллоквиум 2

2

2

3.Основы идентификации систем управления

7

7

4

22

42

Теоретический коллоквиум 3

2

Итого

27

27

18

66

6

144

  1. Образовательные технологии

В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины используются следующие методы образовательных технологий:

  • работа в команде;

  • опережающая самостоятельная работа;

  • методы IT;

  • междисциплинарное обучение;

  • проблемное обучение;

  • обучение на основе опыта;

  • исследовательский метод.

Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические и лабораторные занятия, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и групповые консультации,

Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в таблице 2.

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

Формы ОО

Методы

Лекц.

Практ. и Лаб. раб.

СРС

Консуль-

тации

Работа в команде

Х

Х

Опережающая самостоятельная работа

Х

Х

Методы IT

Х

Междисциплинарное обучение

Проблемное обучение

Х

Обучение на основе опыта

Исследовательский метод



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Рабочая программа модуля / дисциплины «Ведущие школы управленческого консультирования» Институт политики, права и социального развития

    Рабочая программа
    Цель: совершенствование знаний, умений и навыков студентов в области управления и маркетинга, а также приобретение навыков эффективного применения их на практике.
  2. Рабочая программа по дисциплине: математический анализ направление

    Рабочая программа
    Рабочая программа разработана на основе ГОС по направлению 050200.62 – Физико-математическое образование с присвоением степени (квалификации) бакалавр физико-математического образования, профиль «Математика» на основе программы, разработанной
  3. Рабочая программа модуля / дисциплины «Философия и методология социальных наук»

    Рабочая программа
    Цель: Изучение магистратами истории методологических подходов, актуальных проблем и практического опыта современного методологии социологии, а также методов исследования социальных объектов.
  4. Рабочая программа по дисциплине Теоретические основы электротехники Рекомендуется для направления подготовки

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области теоретических основ электротехники в объеме достаточном для изучения профессиональных электро­технических и радиотехнических
  5. Рабочая программа модуля (дисциплины) «Экономика» направление (специальность)

    Рабочая программа
    К проектно-конструкторской деятельности - разработке и технико-экономическому обоснованию бизнес-планов, бюджетов, программ и инновационных проектов по автоматизации, поиску более эффективных решений с точки зрения соотношения затрат

Другие похожие документы..