Інформація про курс

«Теорія автоматичного керування»

1. Деякі зауваження про теорію керування

У створеному людиною світі механізмів та машин, що забезпечують послідовність виконання різноманітних операції по перетворенню початкових сировини , енергії та інформації згідно з обраною ціллю у потрібну готову продукцію, енергію та інформацію, росте кількість та складність пристроїв, методів та засобів їх використання у процесі керування. Із стародавньої історії відомі приклади застосування окремих автоматичних пристроїв та регуляторів, але вони були лише цікавими епізодами на шляху розвитку техніки і не впливали на потрібність формулювання загальних законів їх використання. Однак розвиток промисловості у XVIII — XIX століттях вимагав обґрунтування основних вимог до їх використання. Такі автоматичні регулятори як поплавковий регулятор рівня води котла парової машини ( 1765р. — Ползунов І. ), центробіжний регулятор кутової швидкості обертання валу парової машини ( 1784р. — Уатт Д. ), програмний пристрій керування ткацьким верстатом ( 1808р. — Жакар Ж.), винохіди братів Сіменс, Понселе Ж., Фарко Л. та інші були поштовхом до наукового погляду на процес автоматичного керування. Роботи Максвелла Дж. ( «Про регулятори», 1866р. ), Вишеградського І.О. ( «Про загальну теорію регуляторів», 1876р., «Про регулятори прямої дії»,1877р. ) були початком народжування нового напрямку науки - теорії автоматичного керування.

Наукові праці Є. Рауса ( 1877р ), А. Гурвіця ( 1895р. ), М.Жуковського ( «Про стійкість руху», перший підручник «Теорія регулювання руху машин», 1909р. ), фундаментальні дослідження О.Ляпунова («» ,) давали наукове обґрунтування дослідженням у проблемі стійкості з використанням аналітичних методів . З розвитком електротехніки та зростаючими вимогами до точності та якості систем керування дослідники звертаються до частотних методів, які дозволяють поєднувати їх з аналітичними методами аналізу та синтезу високоякісних систем керування ( Х.Найквіст, 1932р., О. Михайлов, 1938р., Г.Боде, 1945р., праці Флойда, Г.Брауна, Д.Кемпбела, Г.Честната, В.Бесекерського, В.Солодовнікова ). Проблему керування за збуренням, теорію їх компенсації та теорію інваріантності розробляли Г.Щіпанов,

В.Кулібакін, Б.Петров, О.Кухтенко. Теорія нелінійних систем керування розглядалась у працях А.Лур’є ( 1944 — 1951рр. ), О. Лєтова ( 1955р. ), В.Попова ( 1959р. ).

Сучасна теорія автоматичного керування включає розділи повязоні з векторно — матричними методами опису систем керування, цифровим керуванням, оптимальними та адаптивними системами. У розвиток цих напрямків науки значний внесок внесли О.Фельдбаум, Л.Понтрягін, Белман, Вінер, Калман, О Красовський, О.Івахненко, В.Костюк, В.Кунцевіч, Я.Ципкін, В.Казакевич та багато інших.

2. Деякі відомості про дистанційне навчання

Навчаюча дистанційна система призначена для вивчення курсу «Теорія автоматичне керування», який входить до учбових планів підготовки Бакалаврів практично усіх інженерних спеціальностей. Звичайно, невеликий курс, який представлено для вивчення, не зробить Вас кваліфікованим спеціалістом у області теорії керування технічними об’єктами та технологічними процесами. Але поширений курс «Теорії автоматичного керування «дає Вам можливість достатньо кваліфіковано підходити до проблеми створення математичних моделів реальних об’єктів та систем керування різноманітної фізичної природи, виконувати їх системний аналіз на основі сучасних математичних та інженерних методів, ставити та розв’язувати задачі керування як при детермінованих так і випадкових впливах, вирішувати задачі синтезу неперервних та дискретних систем керування по заданим показникам якості.

Припускається, що Ви маєте достатній базовий рівень знань у області математики ( диференційне та інтегральне обчислення, основи теорії ймовірностей та випадкових процесів, перетворень Фур’є та Лапласа ), основ фізики та електроніки. Теоретичний матеріал підкріплюється практичними роботами та лабораторними дослідженнями. Треба розуміти. Що якщо Ви бажаєте успішно засвоїти наданий Вам теоретичний курс, то необхідно займатися самостійною роботою, Для цього у методичних вказівках надаються теми та модульні контрольні завдання до основних розділів теоретичного курсу. Також надається можливість консультації та запитань викладачу.

Приблизний час початку навчання — 3 семестр учбового плану. Навчальна система включає в себе лекційний матеріал, практичні заняття, лабораторний практикум, тестування та самостійну роботу. Вивчення лекційного матеріалу супроводжується тестуванням, що дозволяє здійснювати контроль за процесом навчання та процесом самоконтролю з ціллю визначення рівня навчання.

Загальний курс складається із 3-х рівнів:

  • 1. Базовий курс
  • 2. Основний курс
  • 3. Розширений курс

Базовий курс вирішує задачу формування фундаментальної системи знань ( базових знань ) сучасних математичних методів опису об’єктів та систем керування та є однаковим для усіх спеціальностей.

Основний курс доповнює базовий з ціллю поглиблення знань аналізу систем керування з точки зору класифікації систем за математичним описом оператора системи, його зміни у часі та характером перетворень сигналів, виходячи із державних навчальних стандартів окремих спеціальностей.

Розширений курс поглиблює основний у відповідності з інтересом та здібностями навчаючого ся.

Для кожного спеціального курсу схема об’єднання лекційного базового та основного курсів відповідає оптимальної послідовності процесу навчання.

Перелік лабораторних досліджень обирають з лабораторного практикуму, який складається з 14 лабораторних робіт загальної постановки, виходячи з спеціфики конкретної спеціальності. Віртуальний лабораторний комплекс «ТАК - SHS» дозволяє необмежено розширювати тематику лабораторних досліджень, що надає Вам можливість самостійно виконувати експериментальні дослідження та перевіряти на практиці теоретичні розрахунки.

Для самостійної роботи надаються модульні контрольні роботи та розрахункові роботи, які дозволяють Вам закріпляти практичні навички та проявляти ініціативу при вивченні лекційного курсу.

3. Мета створення системи дистанційного навчання

Система дистанційного навчання предназначена для вивчення основ автоматичного регулювання, виробки у навчаючого ся навичок системного підходу, який основується на системному аналізі вивчає мого явища, особливостям математичного опису систем керування, засобів представлення теоретичних розрахунків та лабораторних досліджень як на стадіях побудови математичної моделі, так і на стадіях її аналізу, а також синтезу по заданим показникам якості.

4. Область знань та цільова аудиторія

На основі знання основних законів природознавчих наук, математичного апарата, теорії ймовірностей випадкових процесів та математичної статистики, теорії систем та системного аналізу, елементної бази електроніки, цифрової техніки та засобів автоматизації за допомогою методологій, методів та аналізу систем автоматичного керування, вміти виконувати системний аналіз змістовної задачі синтезу та аналізу систем автоматичного керування, виконувати змістовну постановку задачі, формалізацію задачі, пошук задовільних варіантів рішень, моделювання обраних варіантів та оцінювати якість прийнятих рішень, розробляти технічні завдання на проектування модулів систем керування, технічну документацію, досліджувати якість розроблених модулів з ціллю знаходження їх оптимальних характеристик, створювати експериментальні зразки, супроводжувати, експлуатувати та утилізувати системи автоматичного керування.

Продукт праці: Методи та алгоритми побудови систем автоматичного керування.

Об’акт праці: Системи автоматичного керування як складові частини гнучких Комі’ютеризованих систем.

За допомогою чого реалізується продукт праці: Знання методологій, методів, алгоритмів синтезу систем автоматичного керування, елементної бази, комп’ютерних та програмних засобів.

Процедури праці: Розробка підходів, методів та алгоритмів синтезу,аналізу, поліпшення якості систем керування, їх експлуатації та утилізації.

Умови: Дослідження місця та призначення систем керування, визначення змістовних цілей керування у виробничих та невиробничих сферах діяльності.

Цільова аудиторія — студенти молодших курсів технічних спеціальностей( бакалаврів ).

  • - студенти старших курсів ( спеціалістів та магістрів ), зв’язаних з розробкою сучасних методів керування,
  • - аспірантів та спеціалістів , зв’язаних з розробкою та використанням систем керування.

5. Склад системи

Структура системи дистанційного навчання по дисципліні «Теорія автоматичного керування» має наступні особливості.

1. Структура системи повинна відповідати вимогам лінійно — концентричного структурування учбового матеріалу.

2. Виділені три основних рівня навчаючої системи:

  • - Базовий
  • - Основний
  • - Розширений,

які підтримуються універсальним лабораторним комплексом «ТАК - SHS»

figure1

3. Кожний рівень курсу складається із сукупності системних фрагментів електронного курсу ( СФЕК ) — модулів.

4. У межах базового та основного курсів Ви не будете допускатися до вивчення наступних СФЕК — модулів, якщо попередній, зв’язаний з ним логічно, не засвоєно на бажаному рівні.

5. Послідовність роботи у розширеному курсі не регламентується.

Усі види робіт по дисципліні «Теорія автоматичногокерування» проходять у середовищі Learning Space відповідно представленому матеріалу:

  • - Базовий курс навчання
  • - Основний курс навчання
  • - Розширений курс навчання

У межах базового та основного теоретичних курсів Ви маєте можливість здобути знання у предметної області вивчаємого розділу під керівництвом навчаючої програми у вигляді послідовності дій та приймання рішень. Вам будуть надані учбовий матеріал, методичні вказівки, віртуальний лабораторний комплекс «ТАК - SHS», приклади практичних розрахунків, контрольні тести та модульні комплексні контрольні роботи для самостійної праці. У процесі вивчення базового курсу дисципліни Ви будете знайомитися з основними системними поняттями у області систем автоматичного керування, класифікацією систем керування з точки зору різноманітних підходів до вивчає мого явища, Основні поняття систематизовані у родові групи «Об’єкт керування», «Підсистема керування», «Система керування», «Оператор системи керування», «Алгоритм керування». На основі родової групи понять даються методи опису детермінованих та випадкових сигналів, Методи побудови математичної моделі на рівні диференційних та дискретних рівнянь, передаточних функцій, часових та частотних функцій, векторно — матричних моделій. Надаються методи аналізу стійкості руху у неперервних лінійних та нелінійних системах, у дискретних системах, у системах при детермінованих та випадкових впливах, методи аналізу якості, показників якості, їх зв’язку з методами математичного опису систем керування. На основі заданих показників якості розглядаються методи поліпшення якості перехідних процесів, методи синтезу неперервних та цифрових регуляторів.

У розширеному курсі Ви знайдете питання, які пов’язані з методами та властивостями неперервного та дискретного перетворення Лапласа, Фур’є, Z — перетворенням, білінійним перетворенням, синтезом систем керування на основі векторно - матричних моделій, синтезу систем керування з невідомою структурою при дії випадкових сигналів.

При виконанні лабораторних робіт Ви повинні розуміти, що до виходу на експериментальні дослідження, треба виконати відповідні теоретичні розрахунки, щоб не допустити грубого промаху ( дивись Методичні вказівки МЗ «ТАК- SHS»).

6. Про дистанційне навчання по дисципліні «Теорія автоматичного керування»

Повний обов’язковий лекційний курс являє собою сукупність базового та основного курсів, перший з яких включає матеріал 19 лекцій, які зосереджені в 7 модулях, однакових для усіх спеціальностей; другий — специфічний для обраного бакалаврського напрямку, включає 23 лекції в 7 модулях.

Розширений курс розраховано на навчаючихся, бажаючих поліпшити свою підготовку у області теорії автоматичного керування. Цей матеріал містиця у всіх модулях, як додатки до базового та основного курсів, курсу «Теорія автоматичного керування».

У відповідності до навчальної програми для непрофілюючих технічних спеціальностей лабораторний практикум розраховано на 18 аудиторних часів, для профілюючих — 36 часів. Iз представленого у методичних вказівках переліку лабораторних робіт тюнер може обрати ті, які більше всього підходять до майбутньої професійної роботи студентів у відповідності із спеціальністю.

Лабораторне устаткування у віртуальному виконанні представляє собою програмний комплекс, який дозволяє досліджувати поведінку реальних об’єктів по їх математичним моделям, побудованим із застосуванням векторно — матричних методів відповідно з обраною для дослідження структурною схемою системи керування.

7. Послідовність модулів, зміст теоретичного матеріалу, термінології та визначення, практичні заняття та лабораторні роботи приводяться у Додатках.

perverse.sex
Hide|Show