Поиск

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

Рекомендуем ознакомиться

'Заседание'
Заместителю руководителя аппарата Губернатора Иркутской области и Правительства Иркутской области – начальнику управления Губернатора Иркутской област...полностью>>
'Реферат'
Каждый из нас является потребителем жилищно-коммунальных услуг. Ежемесячно мы оплачиваем счета, которые нам выставляют коммунальные службы. Книга, кот...полностью>>
'Документ'
2. Может ли муниципальное общеобразовательное учреждение самостоятельно продлить срок освоения образовательных программ общего образования до 13-и лет...полностью>>
'Решение'
При каких значениях с уравнение сх + х + 3 = 0 имеет корня? Занятие № 1. Анализ теста: (из данного анализа следуют цели курса) . Простейшие применения...полностью>>

Главная > Рабочая программа

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ФБОУ ВПО

Новосибирская государственная академия водного транспорта

Шифр дисциплины: С3.Б.16

Основы автоматики и теории управления техническими системами

Рабочая программа по специальности 180405

«Эксплуатация судовых энергетических установок»

Новосибирск 2013

Рабочая программа составлена доцентом Кравченко Ж.Я. на основании учебного плана подготовки специалистов и Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 180403 «Эксплуатация судовых энергетических установок».

Программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры Электрооборудования и автоматики НГАВТ 16 сентября 2013 г.

Зав. Кафедрой ЭОиА Б. В. Палагушкин

Согласовано

Декан заочного факультета ___________ О.Ю. Лебедев

Рабочая программа одобрена Советом судомеханического факультета от 28 октября 2013.

Председатель Совета СМФ Д.Л. Лезин

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Курс «Основы автоматики и теории управления техническими системами» является дисциплиной профессионального цикла и базируется на дисциплинах математического и естественнонаучного (математике, физике, информатике), а также профессионального (механике, гидротехнике, теплотехнике, электротехнике….) циклов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла ФГОС ВПО.

3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1 Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО):

Общекультурные компетенции:

ОК - 14

Владением культурой мышления, знанием его общих законов, способностью в письменной и устной форме правильно (логически) оформить его результаты.

Профессиональные компетенции:

ПК-8

способностью и готовностью выполнять диагностирование судового механического и электрического оборудования

ПК-10

способностью и готовностью осуществлять разработку эксплуатационной документации

ПК-24

способностью и готовностью принять участие в разработке проектной, нормативной, эксплуатационной и технологической документации для объектов профессиональной деятельности

ПК-26

способностью и готовностью осуществлять монтаж, наладку, техническое наблюдение судовой техники, эффективно использовать материалы, оборудование, соответствующие алгоритмы и программы расчетов параметров технологических процессов

ПК-30

способностью участвовать в фундаментальных и прикладных исследованиях в области судов и судового оборудования

ПК-31

способностью создавать теоретические модели, позволяющие прогнозировать свойства объектов профессиональной деятельности

ПК-32

способностью разрабатывать планы, программы и методики проведения исследований объектов профессиональной деятельности

ПК-34

способностью осуществлять и анализировать результаты исследований, разрабатывать предложения по их внедрению

ПК-35

способностью передавать знания по дисциплинам профессиональных циклов в системах среднего и высшего профессионального образования

3.2 Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с разделом Кодекса ПДМНВ А–1II/1. Спецификация минимальных требований к компетентности механиков):

Компетентность

Знания, понимание и профессионализм

Функция: судовые механическме установки на уровне эксплуатации

Эксплуатация электрических, электронных систем и систем управления.

Основы конструкции и принципы эксплуатации механических систем, включая:

-системы автоматического управления

Использование систем внутрисудовой связи.

Эксплуатация всех систем внутрисудовой связи на судах.

3.2 В результате освоения дисциплины обучаемый должен:

Знать:

- сходства и различия в поведении любой системы, а) работающей в режиме регулирования; б) работающей в режиме управления;

- общее правило автоматизации любой системы ручного регулирования;

- правило, позволяющее пояснять физическую сущность процессов, протекающих в любой САР, руководствуясь схемой влияния координат для этой САР;

- свойство контура автоматического регулирования;

- законы автоматического регулирования, относящиеся к методологии автоматического управления.

Уметь:

  • распространять отношения между элементами одной САР на другие САР, видя в них аналогию;

  • выделять в составе любой САР такие категории, как объект регулирования, датчик, регулирующий элемент, возмущающий элемент, регулируемая координата, возмущающая координата, регулирующая координата.

  • ставить задачу регулирования;

  • ставить задачу автоматизации регулирования;

  • оценивать точность автоматического регулирования;

  • выделять а) канал прямой связи и б) канал обратной связи в любой САР и определять знаки этих связей, руководствуясь как схемой влияния координат, так и временными графиками.

  • Использовать системы внутрисудовой связи.

Владеть:

- способами построения структурной схемы и схемы влияния координат для любой САР;

- методами, позволяющими видеть аналогию между физическими процессами, происходящими в любой системе, и математической и эмпирической моделями этих процессов;

- способами получения статических и динамических характеристик элементов автоматической системы.

4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы

Очное обучение (О)

Семестр 8

Заочное обучение (З)

Курс 6

Общая трудоемкость дисциплины

108

108

Аудиторные занятия

55

20

Лекции

22

10

Лабораторные работы (л.р.)

33

10

Самостоятельная работа (СР)

17

52

Изучение литературы теоретического курса

10

39

Выполнение заданий на самостоятельную работу

7

7

Выполнение контрольной работы

6

Подготовка к экзамену

36

36

Вид аттестации

Экзамен

Экзамен

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучение дисциплины «Основы автоматики и теории управления техническими системами» организовано на основе использования нового средства усвоения учебного материала (СУУМ), разработанного на кафедре ЭОиА. СУУМ основано на том, что

- на лекционных занятиях учебный материал преподавателем излагается с использованием, в качестве иллюстрации, в основном, одной единственной системы: «нашей системы» (наша система относится к одному из технологических комплексов);

- на лабораторно – практических занятиях учебный материал закрепляется каждым студентом с использованием, в качестве иллюстрации, «системы студента», различной для каждого студента (Каждая «система студента» относится к какому – либо одному, различному, из технологических комплексов).

5.1 Разделы, темы дисциплины и виды занятий

Раздел и тема дисциплины

Лекции

ЛР

СР

О

З

О

З

О

З

8-й семестр

Введение.

Раздел 1. Получение общих положений для изучения систем регулирования, изучения регулирования и изучения управления. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 1.1 Признаки системы регулирования.

1

0.5

1.5

0.5

0.7

2.5

Тема 1.2 Регулирование и управление.

1

0.5

1.5

0.5

0.8

2.5

Тема 1.3 Об автоматизации регулирования и управления.

1

0.5

1.5

0.7

1

3.5

Раздел 2. Устройство и поведение систем ручного регулирования. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 2.1 Начало изучения систем регулирования на примере нашей системы.

1

0.5

0.5

2.5

Тема 2.2 Части системы регулирования.

1

0.5

3

0.5

1.5

2.5

Тема 2.3 Воздействия в системе регулирования.

2

1

3

1

1.5

5

Тема 2.4 Структура систем регулирования.

1

0.5

1.5

0.5

0.7

2.5

Тема 2.5 Задача регулирования и её решение человеком - оператором.

1

0.5

1.5

0.5

0.8

2.5

Тема 2.6 Подготовка к рассмотрению задачи автоматизации регулирования.

1

0.5

1.5

0.5

0.7

2.5

Раздел 3. Автоматизация регулирования. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 3.1 Постановка задачи автоматизации регулирования.

1

0.5

1.5

0.5

0.8

2.5

Тема 3.2 Решение задачи автоматизации регулирования.

1

0.5

1.5

0.5

0.7

2.5

Тема 3.3 Получение схемы автоматической системы и её предварительный анализ.

2

1

1.5

1

0.8

5

Раздел 4. Устройство и поведение систем автоматического регулирования. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 4.1 Рассмотрение поведения нашей САР с помощью СВК.

2

1

3

1

1.5

5

Тема 4.2 Обратные связи в системе автоматического регулирования.

2

1

3

1

1.5

5

Тема 4.3 Регулирование и задание.

2

0.5

4.5

0.5

2

3

Тема 4.4 Использование систем внутрисудовой связи.

2

0.5

3

0.5

2

3

5.2 Содержание разделов и тем дисциплины

ВОСЬМОЙ СЕМЕСТР

Введение

О традиционном и нетрадиционном способах обучения. О самом слабом звене в системе обучения: усвоении учебного материала. О новом средстве усвоения учебного материала, разработанном на кафедре ЭОиА (сокращённо – о СУУМ).

Раздел 1. Получение общих положений для изучения систем регулирования, изучения регулирования и изучения управления. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 1.1 Признаки системы регулирования. [5], [3]

Первое знакомство с системами, которые мы изучаем (17 вариантов систем).

Определение понятия «система». Выделение признаков именно «системы регулирования». Изучение понятий «элемент системы», «процесс», «физическая координата», «воздействие». Система регулирования как часть технологического комплекса.

Тема 1.2 Регулирование и управление. [6]

Рассмотрение «регулирования» и «управления» на примерах конкретных систем. Выделение отличий и сходств «регулирования» и «управления».

Тема 1.3 Об автоматизации регулирования и управления. [2]

Выяснение вопроса о возможности автоматизации «регулирования» по общему правилу. Формирование представления о том, что «регулирование» - это часть «управления», рассматривая конкретные примеры. Выяснение вопроса о возможности автоматизации «управления» по общему правилу. Согласование этих вопросов с производственной практикой..

Раздел 2. Устройство и поведение систем ручного регулирования. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 2.1 Начало изучения систем регулирования на примере нашей системы. [6]

Выдача принципиальной схемы нашей системы. Выяснение того, как найти объект регулирования (ОР) и регулируемую координату (РК) по названию системы.

Тема 2.2 Части системы регулирования. [4]

Элемент системы (ЭС) как часть системы регулирования. Элементная часть (ЭЧ) как часть элемента системы (ЭС). Атрибуты элемента системы. Деление элементов системы (ЭС) на технические объекты (ТО) и технические устройства (ТУ).

Тема 2.3 Воздействия в системе регулирования. [3]

Дополнительные сведения о физических координатах (атрибуты ФК, группы ФК).

Рассмотрение воздействий по структурным схемам. Структурная схема одного из каналов нашей системы. Выделение межэлементных и внутриэлементных частей канала. Выделение входных, выходных и промежуточных координат. Признаки входной, выходной и промежуточной координат.

3 вида воздействий («элемент на элемент», «координата на элемент» и «координата на координату»). Непосредственные и опосредованные воздействия.

Тема 2.4 Структура систем регулирования. [1], [6]

Структурная схема нашей системы (ручного) регулирования. Выделение «канала регулирующего воздействия» и «канала возмущающего воздействия». Выделение «регулирующего элемента» (РЭ) и «возмущающего элемента» (ВЭ). Формулирование признаков РЭ и ВЭ.

«Система регулирования» и «внешние элементы». Выделение элементов системы, входящих в состав системы регулирования. Выделение внешних элементов.

Тема 2.5 Задача регулирования и её решение человеком – оператором. [2]

Режимы работы системы регулирования. Статический режим. Динамический режим. Назначенный режим.

Постановка задачи регулирования. Что «дано» («откуда» следует студенту брать исходные данные: находить регулируемую координату (РК), находить объект регулирования (ОР), находить назначенную величину регулируемой координаты (РКн)). Что «требуется».

Как человек – оператор решает задачу регулирования. Что «получается»: показать это с помощью нескольких (например, двух) графиков, на которых изобразить, а) как ведёт себя регулируемая координата (РК) и б) как ведёт себя та физическая координата, которую человек – оператор изменяет своей рукой

Тема 2.6 Подготовка к рассмотрению задачи автоматизации ручного регулирования. [3]

Измерительный прибор как часть системы ручного регулирования. Структурная схема и “схема влияния координат” измерительного прибора.

Датчик (Д) нашей системы регулирования. Датчики других систем регулирования.

Подробная принципиальная схема нашей системы, обеспечивающая полноту исходного материала для автоматизации ручного регулирования.

Раздел 3. Автоматизация регулирования.. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 3.1 Постановка задачи автоматизации регулирования. [3]

Введение (Автоматизация. Система автоматического регулирования. Автоматика. Кибернетика).

Что дано (Подробная принципиальная схема нашей системы. РК. ОР. Ипрк. Д. ЭРВ. РЭ. ВЭ. СРР как совокупность ЭС. РР (ручной регулятор) как совокупность ЭС). Что требуется.

Тема 3.2 Решение задачи автоматизации регулирования. [3], [2]

Рассмотрение примеров, позволяющих формализовать поведение человека – оператора в ходе ручного регулирования для различных систем.

О построении схемы автоматического регулятора (АР) в любой системе. (Общее правило построения схемы автоматического регулятора в любой системе. Эскиз к построению схемы автоматического регулятора).

Тема 3.3 Получение схемы автоматической системы и её предварительный анализ. [2]

Выдача студентам принципиальной схемы «нашей» системы после автоматизации. Сравнение схемы автоматического регулятора этой системы с той схемой, которая была предложена в эскизе. Выделение «системы автоматического регулирования», «внешних элементов», «канала автоматического регулятора», «датчика» и др. Рассмотрение датчиков других систем.

Изучение законов автоматического регулирования.

Раздел 4. Устройство и поведение систем автоматического регулирования. (Раздел изучается с помощью СУУМ).

Тема 4.1 Рассмотрение поведения нашей САР с помощью схемы влияния координат (СВК). [3]

Начало построения СВК (проходя по каналу возмущающего воздействия). Последование построения СВК (проходя по каналу регулирующего воздействия). Завершение построения СВК. Выделение внутри САР, с помощью СВК, контура автоматического регулирования.

Как рассматривать поведение элементов автоматической системы и всей автоматической системы в динамическом режиме с помощью СВК? Правило построения рассуждений в ходе рассмотрения поведения элементов САР с помощью СВК

Рассмотрение поведения объекта регулирования, находящегося в составе САР, с помощью СВК, используя дифференциальные уравнения динамики, графики и таблицы чисел, получающихся в ходе вычислений.

О построении статических и динамических характеристик элементов системы автоматического регулирования.

Тема 4.2 Обратные связи в системе автоматического регулирования. [1]

Рассмотрение, с помощью СВК, следующих каналов: а)канала прямой связи; б) канала обратной связи; в) канала главной обратной связи. Определение, с помощью СВК, знака связи. Выяснение, с помощью СВК, возможности автоматического регулирования а) в системе с положительной; б) в системе с отрицательной обратными связями.

Свойство контура автоматического регулирования в САР с отрицательной главной обратной связью.

Иллюстрация поведения нашей САР с помощью графиков. Сравнение знаков связей, выявленных а) по СВК; б) по графикам.

Тема 4.3 Регулирование и задание. [6]

Признаки «регулирования» и «задания». Вид «регулирования» и «задания» (ручное или автоматическое) а) в СРР; б) в САР.

Задающий элемент (ЗЭ). Признаки задающего элемента. Примеры задающих элементов. Задающая координата (ЗК). Признаки задающей координаты.

Поведение САР в режиме задания. Возможность задавать другую величину регулируемой координаты, несмотря на противодействие контура автоматического регулирования.

Тема 4.4 Использование систем внутрисудовой связи.

Судовая телефонная связь. Судовые системы синхронной связи. (Машинный телеграф; рулевой указатель).

5.3 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи

№ в УП

Наименование обеспечиваемых дисциплин

№№ разделов дисциплины (из табл. 5.1), полезных для изучения обеспечиваемой дисциплины

С3.В.ОД.2

Автоматизированные системы управления судовыми энергетическими установками

Раздел 3 и раздел 4

6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№ раздела (темы) дисциплины

Сведения о лабораторно – практических работах

Раздел 1. Получение общих положений для изучения систем регулирования, изучения регулирования и изучения управления.

Учебная работа №1. [7 - 11].

Раздел 2. Устройство и поведение систем ручного регулирования.

Учебная работа №2. [7 - 11].

Раздел 3. Автоматизация регулирования.

Учебная работа №3. [7 - 11].

Раздел 4. Устройство и поведение систем автоматического регулирования.

Учебная работа №4. [7 - 11].

7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Не предусмотрены

8. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

(не предусмотрен).

9. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Изучение литературы теоретического курса.

9.1 Расчетно-графическая работа, рефераты, контрольные работы

Не предусмотрены

9.2 Цель, содержание и структура курсовой работы (проекта).

Не предусмотрено.

10 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

 

10.1 Рекомендуемая литература

 

а) Основная

  1. Коновалов Б.И. Теория автоматического управления [Электронный ресурс] / Коновалов Борис Игоревич, Лебедев Юрий Михайлович : М., СПб, "Лань", 2010. - 224 с. – ISBN: 978-5-8114-1034-7. (ЭБ).

б). Дополнительная

  1. Автоматизация производственных процессов на водном транспорте: Под ред. Попова С.А: Учебник для институтов водного транспорта. – М.: Транспорт, 1983. – 230с. (209 экз.).

  2. Малафеев С. И, Малафеева А.А. Основы автоматики и системы автоматического управления. Учебник для ВУЗов. 2010. 384с. (30 экз.).

  3. Шандров Б. В, Чудаков А. Д. Технические средства автоматизации. Учебник для ВУЗов. 2010. 368с. (20 экз.).

  4. Францев Р.Э., Францев И.Р. Основы автоматики и теории управления: Учебное пособие. – СПб.: СПГУВК, 2003. – 194с. (43 экз.).

  5. Полянский В.Ф., Попов А.В.,- Электрооборудование и автоматизация речных судов. М. «Транспорт» ,1981. (116 экз.).

10.2 Обязательная литература

  1. Кравченко Ж.Я. Альбом схем систем ручного регулирования. – Н: НГАВТ, 2011. – 19с. [ЭБ] (На кафедре);

  2. Кравченко Ж.Я. Описание того, как работают системы ручного регулирования. Приложения к альбому схем. - Н.: НГАВТ, 2011. - 20 с. [ЭБ] (На кафедре);

  3. Кравченко Ж.Я. Альбом схем систем автоматического регулирования. - Н.: НГАВТ, 2012. - 36 с. [ЭБ] (На кафедре);

  4. Кравченко Ж.Я. Сборник описаний работы систем автоматического регулирования. Приложения к альбому схем. Н: НГАВТ, 2010. - 18с. [ЭБ] (На кафедре);

  5. Кравченко Ж.Я. Ориентирующие задания на учебные работы по дисциплине «Основы автоматики и теории управления техническими системами». - Н: НГАВТ, 2013. - 22 с. [ЭБ] (На кафедре);

10.3 Информационные средства обеспечения дисциплины

а) Обязательные информационные средства

1. Пакет прикладных офисных программ, включающий в себя текстовый процессор, средства просмотра pdf-файлов и средства работы с графикой.

2. Для обеспечения освоения дисциплины “Основы автоматики и теории управления техническими системами ” на кафедре автоматики разработаны

а) альбомы принципиальных схем систем регулирования;

б) описания того, как работают эти системы;

в) ориентирующие задания для студентов, направленные на закрепление ими теоретического материала с использованием нового средства усвоения учебного материала (СУУМ).

б) Рекомендуемые информационные средства

Среда моделирования MATLAB (версия не ниже 2008 г.) © MathWorks. All Rights Reserved. ().

11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Терминальный класс, оснащённый выходом в локальную сеть и сеть Internet.

2. Лекционная аудитория, оснащённая настенным экраном и мультимедийным проектором.

12. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

При чтении лекций в конце занятия дается название темы следующего занятия, что позволяет самостоятельно подготовиться к лекциям, практическим занятиям и лабораторным работам. Практические и лабораторные занятия предполагают выполнение индивидуальных заданий, что позволяет стимулировать процесс самостоятельного поиска решений поставленных перед обучающимся задач.

13. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

Формой контроля является экзамен.

В результате освоения дисциплины студент должен продемонстрировать способность и понимание:

– Конструкция и эксплуатирующиеся механизмы могут быть поняты и объяснены с помощью чертежей/инструкций (Таблица А-III/1 ПДМНВ-78).

При своевременном выполнении всех заданий и полном понимании изученного материала студент получает оценку «отлично». При своевременном выполнении всех заданий и раскрытии изученного материала при двух-трёх наводящих вопросах преподавателя студент получает оценку «хорошо». При несвоевременном выполнении некоторых этапов работ и раскрытии материала изученного курса при наводящих вопросах преподавателя, студент получает оценку «удовлетворительно). В остальных случаях знания студента по курсу положительно не оцениваются.

14



Похожие документы:

  1. Рабочая программа по специальности 180405. 65 «Эксплуатация судовых энергетических установок» (квалификация «специалист»)

    Рабочая программа
    ... обслуживание судовых энергетических установок (тренажер машинного отделения) Рабочая программа по специальности 180405.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок» (квалификация «специалист») Новосибирск 2013 Рабочая программа составлена ...
  2. Рабочая программа по направлению подготовки (специальности) 180405. 65 «Эксплуатация судовых энергетических установок»

    Рабочая программа
    ... И устройство СУДНА Рабочая программа по направлению подготовки (специальности) 180405.65 «Эксплуатация судовых энергетических установок» Новосибирск 2013 Рабочая программа составлена профессором, д.т.н. В.В. Вьюговым ...

Другие похожие документы..