Аннотация дисциплины «Основы управления техническими системами»

Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 4 ЗЕТ (144 ч).

Цели и задачи дисциплины

Ознакомление студентов с концептуальными основами автоматики как современной комплексной прикладной науки об управлении в технических и человеко-машинных системах; формирование научного мировоззрения на основе знания особенностей процессов управления сложными системами различной природы; воспитание навыков научной и инженерной культуры.

Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина базовой части профессионального цикла. Базируется на предварительно изученных дисциплинах «Математика» (разделы: комплексные числа, многочлены и рациональные дроби; элементы теории функций комплексной переменной); «Системные основы радиоэлектроники»; «Схемо- и системотехника электронных средств». Дисциплина завершает подготовку бакалавра-инженера в области автоматики и автоматического управления.

Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

• способность выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

• способность моделировать объекты и процессы, используя стандартные пакеты автоматизированного проектирования и исследования (ПК-19).

Содержание дисциплины. Основные разделы:

История автоматики и теории управления. Понятие системы. Системы и их модели. Свойства моделей. Составление моделей. Функциональные, структурные и принципиальные схемы систем. Физические процессы в системах. Сущность процесса управления. Принципы и алгоритмы управления. Основные структуры систем с обратной связью. Математическое описание систем. Эквивалентные и неэквивалентные преобразования моделей. Линеаризация. Передаточные функции. Гармоническая линеаризация. Статистическая линеаризация. Математическое описание линейных непрерывных систем. Временные и частотные характеристики. Корневой годограф. Математическое описание дискретных систем. Z-преобразование. Передаточные функции и корневой годограф дискретных систем. Преобразование энергии в элементах автоматических систем. Линейные модели элементарных динамических систем. Устойчивость систем. Понятие и виды устойчивости. Теория А.М. Ляпунова. Устойчивость линейных систем. Критерии устойчивости. Параметрический анализ устойчивости. Устойчивость дискретных систем. Качество и эффективность автоматического регулирования. Точность автоматических систем в установившихся режимах. Оценка качества процессов по временным характеристикам. Корневые оценки качества регулирования. Синтез робастных систем. Синтез систем с пропорционально-интегрально-дифференциальными (ПИД) регуляторами. Многомерные системы. Адаптивные системы.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: базовые представления об основах автоматического управления, принципы автоматического управления, основные структурные схемы и элементы систем, методы анализа устойчивости систем и качества регулирования, принципы оптимального управления техническими системами;

уметь: проектировать и реализовывать автоматические системы управления техническими системами, составлять математическое описание объектов управления, выбирать технические средства для систем регулирования, проводить экспериментальные исследования систем автоматики различного назначения;

владеть: навыками работы с основными измерительными и регулирующими приборами, методами интерпретации процессов регулирования с применением современного программного обеспечения.

Виды учебной работы: лекции, практические занятия, лабораторные работы, самостоятельная работа с выполнением индивидуальных заданий.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом.