авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«СБОРНИК РАБОЧИХ ПРОГРАММ Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Содержание ...»

-- [ Страница 2 ] --

Проведение испытаний для получения надежностных характеристик. Теоретические распределения наработки на отказ: экспоненциальное, усеченное нормальное, равномерное, распределения Релея и Вейбулла, гамма-распределение.

2. Использование булевых моделей при расчете надежности Предпосылки булевых методов расчета надежности и составление булевых функций работоспособности систем с последовательно-параллельными соединениями элементов.

Пути и сечения по работоспособности и их использование для расчета надежности.

Вычисление минимальных путей по матрице узловых соединений.

Учет временной зависимости в булевых моделях надежности. Вычисление вероятности безотказной работы системы. Разложение булевой функции работоспособности по переменным.

Граничные оценки вероятностей безотказной работы системы: оценка Эзари-Прошана и оценка Литвака-Ушакова.

3. Основные способы резервирования объектов Надежность резервированных объектов. Пассивное резервирование с неизменной нагрузкой и активное нагруженное резервирование с идеальным переключающим устройством. Общее и раздельное резервирование. Ненагруженный и облегченный резервы.

Резервирование с перераспределением нагрузки.

4. Расчет надежности восстанавливаемых систем Восстановление и потоки отказов. Понятия стационарности, отсутствия последействия и ординарности потоков. Простейший поток отказов. Нестационарный пуассоновский поток отказов. Поток отказов с ограниченным последействием. Надежность восстанавливаемых систем. Расчет надежности по графу состояний.

5. Марковские процессы в теории надежности Марковские процессы с дискретным временем. Классификация состояний цепи Маркова. Использование z-преобразования для исследования дискретных марковских процессов. Марковские процессы с непрерывным временем. Анализ надежности дублированных систем при помощи марковских моделей.

6. Математические модели процессов изнашивания, старения и разрегулирования Параметрическая надежность систем. Расчет надежности при помощи методов малых возмущений, статистической линеаризации, приближенной статистической линеаризации.

Математические модели процессов старения, изнашивания, разрегулирования.

Полуслучайные функции: веерная и равномерная функции. Связь допусков на параметры объектов и показателей их надежности по параметрическим отказам. Оценка надежности объектов при их разрегулировании.

7. Расчет параметрической надежности систем автоматического управления Функции чувствительности прямой цепи и цепи обратной связи. Функции чувствительности для различных структурных соединений. Определение коэффициентов влияния параметров на характеристики систем.

Надежность системы автоматического регулирования отпуска тепла на отопление жилых зданий.

4.2.2. Практические занятия 1 семестр Составление булевых функций работоспособности систем с последовательно параллельными соединениями элементов. Линейная форма записи булевых функций работоспособности, преобразование структурных схем.

Вычисление минимальных путей по матрице узловых соединений;

составление структурных схем по матрице инцидентности и представление систем в виде параллельного соединения минимальных путей.

Определение вероятности безотказной работы, сравнение надежности систем, нахождение граничных оценок Эзари-Прошана и Литвака-Ушакова;

определение интенсивности отказов и среднего времени безотказной работы.

Расчет надежности резервированных систем..

Определение вероятности отказов в стационарных и нестационарных потоках.

Расчет коэффициента готовности восстанавливаемых систем.

Построение марковской цепи по графу переходов. Расчет финальных вероятностей марковских процессов.

Составление функций чувствительности систем.

4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия включают в себя решение задач по курсу.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за дифференцированный зачет рассчитывается из условия:

0,6 (среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,4 (оценка за реферат).

В приложение к диплому вносится оценка за дифференцированный зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Анисимов Д.Н. Надежность систем автоматизации. Учеб. пособие. М.: Издательство МЭИ, 2003. 96 с.

2. Александровская Л.Н., Круглов В.И., Аронов И.З. Безопасность и надежность технических систем. М.: Логос, 2008. 376 с.

3. Дианов В.Н. Диагностика и надежность автоматических систем: Учеб. пособие М.: Изд-во МГИУ, 2004. 160 с.

4. Белоглазов И.Н., Кривцов А.Н., Куценко Б.Н. и др. Надежность и диагностика систем автоматического управления: Учеб. пособие.

СПб.: Изд-во СПбГГИ, 2008. 268 с.

б) дополнительная литература:

1. Бобров В.И. Надежность технических систем: Учеб. пособие. М.: МГУП, 2004. 235 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

пакет MathCAD б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины не требуется специальных технических средств Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и профилю «Управление и информатика в технических системах»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Анисимов Д.Н.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой управления и информатики д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 220400 Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр - Лекции 36 час 1 семестр Практические занятия Лабораторные работы 54 час 1 семестр Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной работы по 126 час учебному плану (всего) Экзамены 1 семестр Курсовые проекты (работы) 1 з.е. (36 час) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: изучение основных направлений использования современных информационно-программных технологий и вычислительных средств в области автоматизации и управления.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

применять современный инструментарий проектирования программно-аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПК-7);

выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления в технических системах (ПК-9);

использовать современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПК-11);

разрабатывать и применять современные технологии создания программных комплексов (ПК-15);

формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач (ПК-19);

способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК 20);

способностью применять современные методы разработки технического, информационного и алгоритмического обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-21);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований и компьютерного моделирования с применением современных средств и методов (ПК 22);

к применению основных принципов и методов оптимального и адаптивного управления при разработке и проектирования систем и средств управления (ПК-31);

к использованию методов и алгоритмов идентификации и технической диагностики при разработке математических моделей технических объектов и технологических процессов (ПК-32);

использовать методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений (ПК-33);

к построению интегрированных систем автоматизированного управления (ПК-34).

Задачами дисциплины являются:

ознакомить обучающихся с основными типами технологических процессов и типовыми задачами контроля, отображения информации и управления, решаемых с использованием компьютерных технологий;

ознакомить обучающихся с современными тенденциями развития компьютерных технологий промышленной автоматизации;

обучить студентов основным принципам выбора архитектуры АСУ ТП с использованием типовых архитектур, принципам и средствам передачи данных в распределенных системах управления, основным промышленным протоколам передачи данных;

ознакомить с составом и общими характеристиками системного, сетевого и прикладного обеспечения АСУ ТП, со SCADA- и batch- системами;

ознакомить студентов с инструментальными средствами поддержки разработки и эксплуатации АСУ ТП ведущих мировых производителей.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образо вательной программы подготовки магистров по направлению подготовки «Управление в технических системах» и магистерской программы « Управление и информатика в технических системах», кафедра управления и информатики.

Дисциплина базируется на дисциплинах следующих циклов: теория автоматического управления;

информатика;

методы обработки данных;

информационные технологии;

электротехника и электроника;

вычислительные машины, системы и сети;

автоматизированные информационно-управляющие системы;

системное программное обеспечение;

информационные сети и телекоммуникации;

робототехника и гибкие автоматизированные производства.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы, а также в практической деятельности выпускников вуза, расширяя их кругозор и возможности использования компьютерных технологий управления в промышленном производстве в инженерной и консалтинговой деятельности по автоматизации производства.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные принципы аппаратно-программной организации современных АСУ ТП и подходы к проектированию систем данного класса (ОК-1, ОК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-32, ПК-34).

Уметь:

осуществлять выбор эффективных подходов к построению систем промышленной автоматизации и применять на практике современные технологии их проектирования (ПК-7, ПК-9, ПК-10, ПК-11,ПК-19).

Владеть:

навыками практического использования базовых инструментальных средств поддержки разработки и эксплуатации современных АСУ ТП (ПК-5, ПК-20, ПК-21, ПК-22, ПК-31).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы, 216 часов.

Виды учебной работы, Формы текущего Раздел дисциплины.

Всего часов на раздел включая самостоятель- контроля успеваемо Семестр № Форма промежуточной ную работу студентов и сти п/п аттестации трудоемкость (в часах) (по разделам) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Компьютеры и Тест на знание 1 6 1 2 терминологии управление производством Технологические Тесты защита 2 40 1 8 12 лабораторных работ процессы как объекты управления Системный подход к Тесты защита 3 40 1 8 12 лабораторных работ разработке АСУ ТП Типовые архитектуры и Тесты защита 4 36 1 6 12 лабораторных работ структурный синтез АСУ ТП Программное Тесты защита 5 36 1 6 12 лабораторных работ обеспечение АСУ ТП Агрегатные Тесты защита 6 20 1 6 4 лабораторных работ программно технические комплексы АСУ ТП Зачет Зачет по 2 1 -- -- 2 лабораторному практикуму Экзамен Устный 36 1 -- -- -- Итого: 216 36 54 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:

1.Компьютеры и управление производством Основные понятия дисциплины: технология, технологический объект управления (ТОУ), АСУ ТП, автоматизированный или роботизированный технологический комплекс, структура АСУ ТП. Функции и режимы функционирования АСУ ТП.

Современные тенденции развития технологий промышленной автоматизации. Принципы современных промышленных технологий.

2.Технологические процессы как объекты управления Примеры и классификация современных ТОУ: мощный энергоблок ТЭС (АЭС), сернокислотное производство, гибкое автоматизированное производство в металлообработке. Функциональные структуры современных АСУ ТП, их системотехнические характеристики и классификация.

3.Системный подход к разработке АСУ ТП Основные принципы системного анализа.

Понятие комплексной задачи управления (КЗУ),решаемой АСУ ТП. Цели экономические, регламентно-технические и информационные. Принцип максимальной эффективности.

Структурно-функциональный метод разработки концепции АСУ ТП. Формализация и декомпозиция КЗУ с учетом иерархии целей. Неформализованные задачи управления.

Решение КЗУ на трех уровнях: глобальном, агрегированном и локальном.

Декомпозиционные принципы решения КЗУ: локализации, целевого разделения управляющих воздействий, разделение режима ТОУ на опорный и возмущенный, редукции многомерной задачи стабилизации режима, линеаризации.

4.Типовые архитектуры и структурный синтез АСУ ТП Ценрализованные, децентрализованные (локальные), распределенные и иерархические структуры АСУ ТП. Прямое цифровое и супервизорное управления.

Принцип передачи данных в распределенных АСУ ТП: применение модели взаимодействия открытых систем (ВОС/МОС), типовые сетевые топологии, физические каналы передачи данных, методы доступа к ресурсам сети. Основные промышленные протоколы данных. CAN - сети. Примеры.

5.Программное обеспечение АСУ ТП Структура и состав программного обеспечения, общие характеристики компонент.

Использование операционных систем реального времени (ОС РВ) в системах промышленной автоматизации (QNX). Программа – диспетчер ОС РВ. Типовой состав прикладного программного обеспечения АСУ ТП. Пакеты прикладных программ. Синтез комплексных алгоритмов контроля и управления из типовых элементарных. Программный интерфейс.

6.Агрегатные программно-технические комплексы АСУ ТП Реализация программно – технических комплексов на базе SCADA- и batch- систем.

Применение серверов базы данных реального времени.

Инструментальные средства и интегрированные среды поддержки разработки и эксплуатации АСУ ТП ведущих мировых производителей. Агрегатный комплекс TDC 3000.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы №1,2,3 Универсальная автоматизированная имитационная модель сложной системы (элементы ТОУ;

элементы системы управления;

прикладное программное обеспечение).

№4,5,6 Системное оптимизационное исследование ТОУ в условиях интервальной неопределенности.

№7,8 Контурная декомпозиция систем управления. Функциональная структура управления сложной системой.

№9,10 Структура системного проектирования информационно-управляющей системы как человеко-машинной системы.

№11,12,13 Синтез алгоритма оптимального управления ТОУ в условиях интервальной неопределенности.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций. На лекциях по разделу используются наглядные пособия в форме раздаточных материалов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам перед выполнением лабораторных работ и их защиту, а также подготовку к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов по выполненным лабораторным работам, устный опрос перед их выполнением.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,4*(среднеарифметическая оценка за результаты выполнения и защит лабораторных работ) + 0,6*(оценка на экзамене).

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИП ЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Советов Б.Я., Цехановский В.П., Чертовский В.Д. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник. - М.: Высшая школа, 2006. – 463с.

2. Анашкин А.С., Кадыров Э.Д., Харазов В.Г. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления: Учеб. Пособие по спец. 210100 «Управление и информатика в технических системах». – СПб: «П-2», 2005. – 368с.

3. Егоров С.В. Технологические процессы как объекты управления: Учеб. Пособие. – М.:

Изд. МЭИ, 1988. – 96с.

б) дополнительная литература:

1. Вощинин А.П., Егоров С.В., Коломейцева М.Б. Сборник описаний лабораторных работ по курсу «Автоматизированные системы управления технологическими процессами»./ Под ред.

Г.К. Круга. – М.: Изд. МЭИ, 1987. – 80с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

операционная система Windows XP, Microsoft Office 2007, MatLab.

б) другие:

1.Учебный фильм «Промышленные роботы».

2.Демо – версии «Управление техническими системами» ведущих фирм: Wonderware FactorySuite (программное обеспечение InTouch);

AdAstrA Research Group, Ltd (интегрированная система TRACE MODE).

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории для лекций, а также учебно-исследовательской лаборатории, оснащенной имитаторами технологических процессов, устройствами связи с объектами управления, вычислительными машинами и дисплеями – мнемосхемами технологических процессов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и магистерской программой « Управление и информатика в технических системах», кафедра управления и информатики.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., профессор Егоров С.В.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой управления и информатики АВТИ д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 220400 Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Автоматизированное проектирование средств и систем управления»

Цикл: общенаучный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр - Лекции 36 час 2 семестр Практические занятия Лабораторные работы 18 час 2 семестр Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной работы по 90 час учебному плану (всего) Экзамены 2 семестр Курсовые проекты (работы) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является обучение студентов основам и методам автоматизированного проектирования, необходимым при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации систем и средств автоматизации и управления.

По завершении освоения данной дисциплины студент способен и готов:

совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК- 1);

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ОП-1);

понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ОП-3);

к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ОП-5);

применять современный инструментарий проектирования программно-аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПКД-1);

выбирать методы и разрабатывать алгоритмы решения задач управления в технических системах (ПКД-3);

ставить задачи проектирования программно-аппаратных средств автоматизации и управления, готовить технические задания на выполнение проектных работ (ПКД-4);

использовать современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПКД-5);

применять современные методы разработки технического, информационного и алгоритмического обеспечения систем автоматизации и управления (НИД-3);

к организации и проведению экспериментальных исследований и компьютерного моделирования с применением современных средств и методов (НИД-4);

разрабатывать нормативно-техническую документацию на проектируемые аппаратно программные средства (ПТД-1);

разрабатывать и применять современные технологии создания программных комплексов (ПТД-3).

Задачами дисциплины являются Ознакомление студентов с основными принципами построения САПР Освоение студентами математических и методологических основ и технического обеспечения анализа и оптимизации проектных решений Освоение студентами программных средств поддержки процесса проектирования и подготовки проектной документации.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Управление и информатика в технических системах» направления 220400 «Управление в технических системах»

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Теория автоматического управления», «Информационные технологии», «Электроника», «Программирование и основы алгоритмизации», «Вычислительные машины, системы и сети», «Технические средства автоматизации и управления», «Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления», «Системное программное обеспечение», «Информационные сети и телекоммуникации».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерских диссертаций.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

структуры, принципы типизации, унификации, построения программно-технических комплексов (ПТК);

устройства типовых технических средств автоматизации и управления, аппаратные и программные средства систем управления на базе типовых ПТК;

виды обеспечения САПР и их назначение;

математические основы САПР;

методы проектирования с помощью САПР;

математические основы оптимизации результатов проектирования, программные средства для оптимизации проектирования;

методы формализации задач проектирования;

этапы проектирования и комплектность документации на этапе.

Уметь:

использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения задач проектирования;

представлять технические решения с использованием средств компьютерной графики и геометрического моделирования;

применять численные методы для оптимизации регуляторов;

решать исследовательские и проектные задачи с использованием ЭВМ.

Владеть:

методами построения современных проблемно-ориентированных прикладных программных средств;

современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Системный подход к Тест на знание основ инженерному и классификации 10 2 4 проектированию. САПР Математическое обеспечение анализа Контрольная работа 14 2 4 4 проектных решений.

Критерии и методы оптимизации систем Контрольная работа 10 2 4 автоматического управления.

Классификация задач и особенности Тест: оптимизация применения методов 14 2 4 4 регуляторов оптимизации регуляторов.

САПР для проектирования Тест: Применение 10 2 4 электронных схем САПР Pspice Pspice.

Выбор аппаратной Тест: Аппаратные реализации систем средства систем 14 2 4 4 управления и управления стабилизации.

Классификация и характеристика средств Тест: Средства реализации изделий реализации изделий 10 2 4 электронной техники электронной техники различной тиражности и сложности.

Технико-экономическое обоснования проектов создания систем и Контрольная работа 14 2 4 4 средств автоматизации и управления.

Сбор и анализ исходных данных для расчёта и проектирования Контрольная работа 12 2 4 2 устройств и систем автоматизации и управления.

Зачет -- -- - 2 2 Устный Экзамен -- -- - 34 2 Итого: 144 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 2 семестр 1. Системный подход к инженерному проектированию Системный подход к инженерному проектированию. Программное, лингвистическое, математическое, техническое, информационное, методическое, организационное обеспечение САПР. Иерархическая структура уровней проектирования и проектных спецификаций. Стадии проектирования АСУ по ГОСТ. Структура и разновидности САПР.

Понятие о CALS-технологиях. Этапы САПР.

2. Математическое обеспечение анализа проектных решений Математическое обеспечение анализа проектных решений: компоненты математического обеспечения, математический аппарат в моделях разного иерархического уровня, требования к математическим моделям и численным методам в САПР.

3. Критерии и методы оптимизации систем автоматического управления Моделирование, анализ и автоматическая оптимизация аналоговых и цифровых, линейных и нелинейных систем автоматического управления. Критерии оптимизации.

Методы оптимизации.

4. Классификация задач и особенности применения методов оптимизации регуляторов Математическое обеспечение проектных решений. Постановка задачи параметрической оптимизации и методы ее решения. Классификация задач оптимизации. Особенности методов оптимизации и их применимость к задачам оптимизации регуляторов.

5. САПР для проектирования электронных схем Pspice САПР для проектирования электронных схем. Разновидности различных САПР для проектирования электронных схем. Стандартные редакторы САПР и их средства.

Возможности, достоинства и недостатки ПО PSpice.

6. Выбор аппаратной реализации систем управления и стабилизации Характеристики доступных аппаратных и программных средств для реализации цифровых и аналоговых регуляторов. Основные критерии для выбора аппаратной реализации систем управления и стабилизации. Микроконтроллеры, микроконверторы, сигнальные процессоры.

7. Классификация и характеристика средств реализации изделий электронной техники различной тиражности и сложности.

Проектирование фильтров на аналоговых СБИС. Применение аналоговых СБИС с коммутируемыми конденсаторами. Классификация и характеристика средств реализации изделий электронной техники различной тиражности и сложности. Аналого-цифровые СБИС для проектирования синтезаторов частот.

8. Технико-экономическое обоснования проектов создания систем и средств автоматизации и управления.

Цели, задачи и методы подготовки технико-экономического обоснования проектов создания систем и средств автоматизации и управления.

9. Сбор и анализ исходных данных для расчёта и проектирования устройств и систем автоматизации и управления.

Сбор и анализ исходных данных для расчёта и проектирования устройств и систем автоматизации и управления. Технология использования полученных данных для применения в процессе проектирования систем и средств автоматизации и управления.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы Лабораторная работа №1 Структура и разновидности САПР. Компоненты математического обеспечения САПР.

Лабораторная работа №2 Моделирование систем автоматического управления и оптимизация регуляторов.

Лабораторная работа №3 Применение САПР для проектирования электронных схем PSPice. Программирование и применение микроконтроллеров.

Лабораторная работа №4 Технико-экономическое обоснование внедрения СУ на основе сбора исходных данных.

Лабораторная работа №5 Конфигурация и применение ПЛИС.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций и лекций с использованием презентаций и видео роликов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3 (среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3 оценка за зачет+ 0,4 оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Системная среда САПР СБИС / А. Л. Стемпковский, В. А. Шепелев, А. В. Власов, НИИ систем автоматизир. проектирования радиоэлектронной аппаратуры и сверхбольших интегральных схем Рос. акад. наук. – М. : Наука, 1994. – 251 с. – ISBN 5-02-007028-9 : 3250.00.

2. Конструирование аппаратуры на БИС и СБИС / В. Ф. Борисов, [и др.] ;

Ред. Б. Ф.

Высоцкий, В. Н. Сретенский. – М. : Радио и связь, 1989. – 272 с. – ISBN 5-256 00286- 3. Основы интеллектуализации САПР АСУ : Учебное пособие / О. Т. Романов, Моск.

авиац. ин-т им. С. Орджоникидзе (МАИ). – М. : МАИ, 1993. – 52 с. – На рус. яз. – ISBN 5-7035-0665- 4. Основы работы с элементами программируемой логики на примере продукции корпорации Altera : Методическое пособие. / М. Ю. Поляхов*, Д. С. Иванов*, Моск. энерг. ин-т (ТУ). - М. : Изд-во МЭИ, 2003. - 48 с.

5. Основы языка VHDL / П. Н. Бибило. - М. : СОЛОН-Р, 2000. - 200 с.

б) дополнительная литература:

1. Программируемые контроллеры: Архитектура и применение : пер. с фр. / Ж.

Мишель, Переводчик И. В. Федотов, Ред. Б. И. Лыткин. - М. : Машиностроение, 1992.

2. Промышленные компьютеры и программируемые логические контроллеры :

Учебное пособие. / М. Г. Бычков*, Моск. энерг. ин-т (ТУ). - М. : Изд-во МЭИ, 2002. - 92 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и профилю «Управление и информатика в технических системах»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

ст. преподаватель Лепёшкин С.Н.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой управления и информатики д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 220400 – Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "Современные проблемы теории управления" Цикл: профессиональный Часть цикла: базовая № дисциплины по учебному плану: М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр – 4;

Лекции 38 час. 1 семестр Лабораторные работы 16 час 1семестр Объем самостоятельной работы по 90 час. 1 семестр учебному плану (всего) Экзамен 34 час. 1 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Цели и задачи дисциплины:

Приобретение студентами необходимых знаний в области современных методов анализа и синтеза систем автоматического управления с учётом их многосвязности, неполной информации о модели описания объекта и при условии действия возмущений, освоение методов построения адаптивных и робастных систем управления, в том числе на базе современных компьютерных технологий.

Результаты образовательного процесса в рамках рассматриваемой дисциплины направлены на повышение уровня профессиональной подготовки магистра и формированию готовности студента:

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

владеть и применять на практике основные методы, способы и средства получения, хранения и обработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования систем и средств автоматизации и управления (ПК-9);

производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10);

выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-19);

проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления (ПК-20);

Основными задачами дисциплины являются:

обучение студентов основам построения адаптивных и робастных систем автоматического управления;

привитие навыков, необходимых при проектировании систем автоматического управления в условиях неполной информации об объекте и многосвязности модели описания.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю 1. «Управление и информатика в технических системах» направления 220400 «Управление в технических системах».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математический анализ», «Вычислительные методы математики», «Теория автоматического управления», «Математическое моделирование объектов и систем управления».

Знания, полученные в процессе освоения дисциплины, необходимы при выполнении заданий в рамках научно-исследовательской работы, при изучении дисциплин «Компьютерные технологии управления в технических системах», при выполнении междисциплинарного курсового проекта.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

знать: основные методы построения адаптивных систем управления, подходы к решению задач анализа и синтеза систем управления с учётом их многомерности и в условиях действующих случайных возмущений.

уметь: предлагать варианты реализации структурных схем адаптивных систем, исходя из заданных условий задачи, производить расчёт многомерных систем управления, удовлетворяющих требованиям робастности, применять современные компьютерные технологии и программные средства для анализа и синтеза адаптивных и многосвязных систем;

владеть: навыками практической реализации методов и алгоритмов адаптивного и робастного управления.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные понятия Тест: структурные адаптивных систем схемы АдСУ управления идентификационного 14 1 4 типа и прямого действия Математические и Тест: градиентные вычислительные алгоритмы адаптации, аспекты алгоритмов вид критерия, форма 20 1 6 адаптации обобщённой ошибки Варианты построения адаптивных систем Тест: структурные 30 1 8 4 автоматического схемы АдСУ управления Характеристики и Тест: матричные свойства многосвязных передаточные линейных функции, определения 24 1 6 4 стационарных управляемости и динамических систем наблюдаемости Неструктурированные Тест: варианты неопределенности задания математических 24 1 6 4 неструктурированных моделей в задачах неопределенностей робастного управления Тест: постановка задачи оптимизации Методы теории 32 1 8 4 H 2, Н норм робастного управления динамических систем Экзамен (рекомендуется до 1 устный/ 34 1 -- -- з.е.) Итого:

8 144 38 16 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Основные понятия адаптивных систем управления.

Назначение и определение АдСУ. История развития методов построения адаптивных систем. Классификация адаптивных систем управления. Основная структурная схема АдСУ в форме двух контуров. Основные особенности синтеза АдСУ при идентификационном и прямом подходах.

2. Математические и вычислительные аспекты алгоритмов адаптации.

Градиентные методы при решении задач адаптации. Определение аргумента критерия в контуре адаптации. Применение метода расширенной ошибки. Использование второго метода Ляпунова для обеспечения устойчивости систем адаптивного управления.

3. Варианты построения адаптивных систем автоматического управления.

Адаптивная система на основе идентификационного подхода с вспомогательным оператором. Системы прямого адаптивного управления с явной и неявной эталонной моделью. Синтез АдСУ при заданной и незаданной структуре регулятора. Адаптивные нейросетевые системы управления. Самонастраивающиеся системы со стабилизацией качества управления. Адаптивная система с нечётким регулятором. Экстремальные системы управления.

4. Характеристики и свойства многосвязных линейных стационарных динамических систем.

Представления линейных динамических систем в пространстве состояний и в виде матричных передаточных функций. Свойства управляемости, наблюдаемости. Полюса и нули систем. Свойства направленности многосвязных систем. Сингулярное разложение матриц. Сингулярные числа многосвязных систем. Нормы систем, их связь с сингулярными числами. Типовые передаточные функции контура управления. Функции чувствительности, дополнительной чувствительности. Внутренняя устойчивость контура управления.

Использование односвязных регуляторов для управления многосвязными объектами.

Развязка контуров.

5. Неструктурированные неопределенности математических моделей в задачах робастного управления.

Виды неструктурированных неопределенностей. Теорема о малом коэффициенте усиления. Необходимые и достаточные условия робастной устойчивости при различных видах неструктурированных неопределенностей. Представление объекта в форме с неструктурированными неопределенностями. Параметрическая неопределенность, неучтенная динамика. Получение весов, ограничивающих неопределенности. Выбор номинальной модели.

6. Методы теории робастного управления.

Постановки задач в теории робастного управления. Общая постановка задачи оптимизации H 2, Н норм систем. Три подхода в задачах робастного синтеза и анализа (с рассмотрением сигналов, с рассмотрением типовых передаточных функции замкнутого контура управления, с рассмотрением передаточных функций разомкнутого контура управления). Использование весовых фильтров для приведения задач с рассмотрением сигналов и с заданием желаемых передаточных функции замкнутого контура управления к общей постановке задачи оптимизации H 2, Н норм систем. Задачи номинального качества и робастной устойчивости. Линейный квадратичный регулятор. Связь задач синтеза линейного Решение общей задачи H 2, Н квадратичного управления с H 2 оптимизацией.

оптимизации. Понятие структурного сингулярного числа. Задачи -синтеза и анализа.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы 1 семестр № 1. Исследование адаптивной системы с экстремальным регулятором. (4 часа) № 2. Развязка контуров управления для многосвязного динамического объекта. (4 часа).

№ 3. Синтез Н оптимального управления для односвязного объекта с неопределенностью.

(4 часа).

№ 4. Исследование свойств и характеристик многосвязного динамического объекта с неопределенностью (4 часа).

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовой проект.

1 семестр Методы и алгоритмы оптимального управления динамическими системами применяются при выполнении заданий в рамках междисциплинарного курсового проекта.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций с использованием презентаций, наглядных пособий в виде слайдов и планшетов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и лабораторным работам, оформление разделов курсового проекта, подготовку к защитам лабораторных работ и к экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, защита лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачёт и экзамен.

Зачётная оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия:

0,5 (среднеарифметическая оценка за тесты) + 0,5 (оценка, полученная при защите лабораторных работ) Экзаменационная оценка ставится преподавателем, исходя из ответов студента на вопросы экзаменационного билета по 5-ти бальной шкале.

В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Антонов В.Н., Терехов В.А., Тюкин И.Ю. Адаптивное управление в технических системах. – Л.: Изд-во С-Петербургского университета, 2001г, 140с.

2. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления // Под ред. Н.Д.

Егупова // –М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2001г. 744с.

3. Коломейцева М.Б. Адаптация и оптимизация в системах автоматического управления, М.: Издательский дом МЭИ, 2010, 116с.

4. Б.Т. Поляк, П.С. Щербаков. Робастная устойчивость и управление. М.: Наука, 2002.

б) дополнительная литература:

1. Под ред. Н.Д. Егупова. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

2. Павлов Б.В. Соловьев И.Гю Системы прямого адаптивного управления. М., Наука, 1989, 157с.

3. Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. Методы классической и современной теории автоматического управления. В 5 т. Т. 3. Синтез регуляторов систем автоматического управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) Коломейцева М.Б. Адаптация и оптимизация в системах автоматического управления, электронное учебное пособие.

б) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Matlab/Simulink.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и демонстрационных планшетов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и профилю «1. Управление и информатика в технических системах».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Д.т.н. профессор Коломейцева М.Б.

к.т.н., доцент Митрофанов В.Е.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Управления и информатики д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) Направление подготовки: 220400 Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «НЕЧЕТКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»

Цикл: профессиональный Часть цикла: вариативная № дисциплины по учебному плану: М2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр - Лекции 36 час 2 семестр Практические занятия Лабораторные работы 18 час 2 семестр Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной работы по 54 час учебному плану (всего) Экзамены Курсовые проекты (работы) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение современных моделей и методов теории нечетких множеств для последующего их использования на практике при решении задач разработки эффективных систем автоматического управления.

Выпускник по направлению 220400 «Управление в технических системах» с квалификацией «магистр» в соответствиями с задачами и целями основной образовательной программы должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);

способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

готовностью к активному общению с коллегами в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности (ОК-6);

способностью адаптироваться к изменяющимся условиям, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-7).

б) профессиональными (ПК):

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

способностью применять современный инструментарий проектирования программно аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПК-7);

способностью ставить задачи проектирования программно-аппаратных средств автоматизации и управления, готовить технические задания на выполнение проектных работ (ПК-10);


способностью использовать современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПК-11);

готовностью к аргументированной защите научно-технических проектов в коллективах разработчиков (ПК-12);

способностью разрабатывать и применять современные технологии создания программных комплексов (ПК-15);

способностью формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач (ПК-19);

способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20);

способностью применять современные методы разработки технического, информационного и алгоритмического обеспечения систем автоматизации и управления (ПК-21);

способностью к организации и проведению экспериментальных исследований и компьютерного моделирования с применением современных средств и методов (ПК 22);

способностью анализировать результаты теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК-23);

готовностью участвовать в проведении технико-экономического и функционально стоимостного анализа рыночной эффективности создаваемого продукта (ПК-26);

способностью проводить лабораторные и практические занятия со студентами, руководить курсовым проектированием и выполнение выпускных квалификационных работ магистров (ПК-29);

готовностью к применению основных принципов и методов оптимального и адаптивного при разработке и проектировании систем и средств управления (ПК-31);

готовностью к использованию методов и алгоритмов идентификации и технической диагностики при разработке математических моделей технических объектов и технологических процессов (ПК-32);

способностью использовать методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений (ПК-33);

способностью к построению интегрированных систем автоматизированного управления (ПК-34).

Задачами дисциплины являются ознакомление обучающихся с базовыми понятиями теории нечетких множеств;

обучение студентов основным алгоритмам нечеткого логического вывода;

обучение построению систем автоматического управления на основе нечеткой логики.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Управление и информатика в технических системах» направления 220400 «Управление в технических системах»

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Теория автоматического управления».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерских диссертаций и при изучении курса «Современные проблемы теории управления».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

современный инструментарий проектирования программно-аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПК-7);

современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПК-11);

современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20).

Уметь:

использовать современные технологии обработки информации, современные технические средства управления, вычислительную технику, технологии компьютерных сетей и телекоммуникаций при проектировании систем автоматизации и управления (ПК-11);

формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач (ПК-19);

анализировать результаты теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК-23);

проводить лабораторные и практические занятия со студентами, руководить курсовым проектированием и выполнение выпускных квалификационных работ магистров (ПК-29);

использовать методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений (ПК 33).

Владеть:

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

способностью применять современный инструментарий проектирования программно аппаратных средств для решения задач автоматизации и управления (ПК-7);

готовностью к аргументированной защите научно-технических проектов в коллективах разработчиков (ПК-12);

способностью разрабатывать и применять современные технологии создания программных комплексов (ПК-15);

способностью формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач (ПК-19);

способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Основные понятия Тест на знание теории нечетких 8 10 4 -- терминологии множеств Нечеткие соответствия Защита лабораторной 18 10 6 4 работы Использование лингвистических Защита лабораторной 17 10 4 5 переменных в нечеткой работы логике Нечеткий логический Тест: алгоритмы вывод нечеткого 10 10 6 -- логического вывода Нечеткие отношения и Защита лабораторной 18 10 6 4 их свойства работы Основные типы Защита лабораторной 19 10 6 5 нечетких отношений работы Использование типовых ситуаций при Подготовка реферата 14 10 4 -- построении нечетких систем Презентация и Зачет 4 10 -- -- защита реферата Итого: 108 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 2 семестр 1. Основные понятия теории нечетких множеств Предпосылки возникновения теории нечетких множеств. Модель человека-оператора в контуре управления.

Понятие нечеткого множества. Нечеткие высказывания и операции над ними. Операции над нечеткими множествами и их основные свойства. Выпуклая комбинация нечетких множеств. Операции концентрирования и растяжения нечетких множеств. Прямое произведение нечетких множеств и его свойства. Композиция нечетких множеств. Нечеткое покрытие и нечеткое разбиение множеств. Множества уровня и декомпозиция нечетких множеств.

2. Нечеткие соответствия Способы задания нечетких соответствий. Образ и прообраз множества при нечетком соответствии. Основные свойства нечетких соответствий: нечеткая всюду определенность, функциональность, инъективность, сюръективность, биективность соответствий.

3. Использование лингвистических переменных в нечеткой логике Нечеткие и лингвистические переменные. Построение функций принадлежности.

Прямые и косвенные методы. Метод парных сравнений. Требования к виду функций принадлежности.

4. Нечеткий логический вывод Виды импликации. Принципы построения продукционных систем. Создание базы продукционных правил. Формирование составных нечетких вычказываний в предпосылках и заключениях правил. Залание структуры базы нечетких продукционных правил. Основные этапы нечеткого вывода: фаззификация, агрегирование, активизация, аккумуляция, дефаззификация. Оснвные алгоритмы нечеткого логического вывода: алгоритм Мамдани, алгоритм Цукамото, алгоритм Ларсена, алгоритм Сугэно, упрощенный алгоритм нечеткого вывода. Нечеткие реляционные модели.

5. Нечеткие отношения и их свойства Способы задания нечетких отношений. Носитель нечеткого отношения и обычное отношение, ближайшее к данному нечеткому. Операции над нечеткими отношениями.

Основные свойства нечетких отношений: нечеткая рефлексивность, антирефлексивность, симметричность, антисимметричность, связанность, транзитивность.

6. Основные типы нечетких отношений Отношение нечеткой эквивалентности. Нечеткое разбиение универсального множества, сопряженное с отношением эквивалентности. Отношение нечеткой толерантности. Нечеткое покрытие универсального множества, сопряженное с отношением толерантности.

Отношения нечетких порядков. Линейно упорядоченное по предшествованию множество.

7. Использование типовых ситуаций при построении нечетких систем Нечеткие ситуационные системы. Нечеткое включение, равенство и общность ситуаций. Отношение нечеткого включения. Диаграмма Хассе. Управление роботом манипулятором.

Аксиоматическое задание нечетких логических операций. Логические базисы.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 2 семестр №1. Ручное управление динамическим объектом.

№2. Нечеткий логический регулятор для управления динамическим объектом.

№3. Настройка параметров ПИД-регулятора в ручном режиме.


№4. Нечеткая супервизорная система автоматического управления.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Лабораторные работы проводятся в компьютерном классе. Используется специализированное программное обеспечение.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, и лабораторным работам, оформление реферата и подготовку его презентации к защите, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, защиты лабораторных работ, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за дифференцированный зачет рассчитывается из условия:

0,6 (среднеарифметическая оценка за защиты лабораторных работ и тесты) + 0,4 (оценка за реферат).

В приложение к диплому вносится оценка за дифференцированный зачет.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Анисимов Д.Н. Нечеткие алгоритмы управления. Учеб. пособие. М.: Издательство МЭИ, 2004. 80 с.

2. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736 с.

3. Борисов В.В., Круглов В.В., Федулов А.С. Нечеткие модели и сети. М.: Горячая линия-Телеком, 2007. 284 с.

4. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: Изд-во Бином, 2009. 798 с.

б) дополнительная литература:

2. Рутковская М., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. М.: Горячая линия-Телеком, 2004. 452 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

б) другие:

специализированное программное обеспечение 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины требуется наличие компьютерного класса.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и профилю «Управление и информатика в технических системах»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Анисимов Д.Н.

«УТВЕРЖДАЮ»:

Зав. кафедрой управления и информатики д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 220400 Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ" Цикл: Профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану:

М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 2 семестр – Лекции 36 часа 2 семестр Практические занятия Лабораторные работы 18 часа 2 семестр Расчетные задания, рефераты Объем самостоятельной работы по 90 час 2 семестр учебному плану (всего) Экзамены 36 час 2 семестр Курсовые проекты (работы) Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение основных этапов, методов и алгоритмов первичного и вторичного анализа временных рядов и изображений.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-6).

применять современные теоретические и экспериментальные методы разработки математических моделей исследуемых объектов и процессов, относящихся к профессиональной деятельности по направлению подготовки (ПК-20);

анализировать результаты теоретических и экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем, готовить научные публикации и заявки на изобретения (ПК-23);

использовать методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов и изображений (ПК 33);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с основными понятиями, целями и задачами анализа временных рядов и изображений, познакомить обучающихся с областью применения и этапами выполнения указанного анализа;

дать представление о преобразовании информации при использовании цифровых алгоритмов обработки;

познакомить с типовым составом временных рядов, подходами к выделению компонент и методами их анализа;

дать информацию об основных вероятностных характеристиках случайной компоненты;

научить проводить расчет и анализ базовых и цифровых оценок основных вероятностных характеристик случайной компоненты методами непараметрического анализа, применяемых на этих этапах;

дать представление о подходах к обработке нестационарных сигналов, в том числе о принципах кратковременного оконного Фурье-преобразования и вейвлет преобразования сигналов как обобщения спектрального анализа, их достоинствах и недостатках.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла М.2 учебного плана подготовки магистров по магистерской программе «Управление и информатика в технических системах» направления 220400 Управление в технических системах.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математический анализ» части 1 и 2, «Статистические методы в инженерных исследованиях», «Моделирование систем управления».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплины «Системотехника автоматизации и управления», «Имитационное моделирование и тренажеры», а также при подготовке магистерской диссертации и выполнении научно исследовательской работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

понятие временного ряда, основные компоненты временного ряда (ПК-3);

представление сигналов в цифровой форме (ПК-3);

этапы предварительного (первичного) и основного (вторичного) анализа временного ряда (ПК-2, ПК-3);

методы выделения и изучения основных компонент ряда (ПК-3);

основные вероятностные характеристики случайного процесса (ПК-1, ПК-3);

основные методы непараметрического и параметрического анализа случайного процесса (ПК-3, ПК-20);

основные подходы к построению моделей процессов и изображений (ПК-3, ПК-20);

методы построения параметрических моделей случайных процессов и изображений.

Уметь:

проводить предварительный анализ временного ряда, используя программные средства статистического анализ «ЭВРИСТА» и «STATISTICA» (ПК-33) ;

проводить типовой вторичный анализ временного ряда непараметрическими методами, используя программные средства статистического анализ «ЭВРИСТА» и «STATISTICA» (ПК-33);

правильно интерпретировать результаты первичного и вторичного анализа (ПК-2, ПК 33);

правильно принимать решения о модификации хода исследования по промежуточным результатам проведенных расчетов (ПК-23, ПК-33).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике ;

терминологией в области статистического анализа временных рядов и изображений;

навыками поиска информации об алгоритмах и средствах многомерного статистического анализа;

информацией о возможностях программных средств статистического анализа «ЭВРИСТА» и «STATISTICA»;

навыками применения полученной информации при анализе реальных наборов экспериментальных данных (ПК-23, ПК-33).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Визуальный анализ Тест: выявление и временного ряда, анализ обработка 12 2 4 2 аномальных измерений аномальных измерений Количественные Тест: алгоритмы параметрические и обнаружения тренда непараметрические и колебательной 14 2 6 2 методы первичного компоненты, анализа выделение компонент Случайные процессы, Тест:

их классификация и параметрические и основные непараметрические 12 2 4 2 вероятностные методы анализа характеристики стационарности Непараметрические Тест: базовые и методы анализа цифровые оценки вероятностных моментов и функций 16 2 8 2 характеристик первого закона распределения порядка Непараметрическое Тест: базовые и оценивание цифровые оценки автокорреляционной автокорреляционной функции и функции функции и функции 14 2 4 4 спектральной спектральной плотности мощности, плотности мощности алгоритм БПФ Непараметрическое Тест: базовые и оценивание кросс- цифровые оценки 12 2 4 2 характеристик кросс-характеристик Параметрический Тест: Алгоритм анализ случайных метода процессов модели типа параметрического 16 2 4 4 АРСС, АРПСС, анализа СПМ сезонные модели Кратковременное Тест: практическое оконное Фурье- использование, 10 2 2 преобразование, достоинства и вейлет-преобразование недостатки вейвлет анализа Расчетное задание Тест: защиты Зачет 2 2 лабораторных работ Экзамен 36 2 Итого: 144 2 36 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:

1. Основные понятия, задачи и этапы анализа Понятие временного ряда. Область применения методов анализа. Общая схема обработки одной реализации, основные этапы анализа Представление сигналов в цифровой форме:

процедуры дискретизации во времени и квантования по уровню. Особенности цифровой обработки сигналов.

2.Первичный анализ временных рядов Задачи первичного анализа временных рядов. Анализ аномальных измерений, исследование независимости отсчетов и стационарности процесса. Непараметрические критерии в задачах первичного анализа. Типичный состав временного ряда, модель временного ряда, задача разделения ряда на компоненты. Анализ наличия аддитивного тренда и колебательной составляющей в реализации. Способы описания и выделения аддитивного тренда и колебательной составляющей. Использование методов сглаживания и подгонки линейной по параметрам модели в задаче анализа тренда. Анализ и выделение и сезонной компоненты.

3.Случайные процессы и их основные вероятностные характеристики Случайные процессы, их классификация и основные вероятностные характеристики.

Стационарные и эргодические случайные процессы. Классификация сигналов в зависимости от корреляционно-спектральных свойств.

4. Непараметрический анализ. Общие вопросы Непараметрические методы анализа: общая схема анализа, методика оценивания, особенности оценивания статистических характеристик случайных процессов цифровыми методами. Анализ точности базовых оценок при использовании идеального интегратора в качестве усредняющего элемента.

4. Непараметрический анализ статистических характеристик первого порядка Непараметрические оценки математического ожидания и закона распределения в интегральной и дифференциальной формах. Анализ точности оценок, влияние цифровой формы представления на свойства оценок. Условия безошибочного восстановления функции плотности распределения вероятностей и моментов случайного процесса по цифровым оценкам.

5. Непараметрический анализ статистических характеристик второго порядка Непараметрические методы оценивания автокорреляционной функции случайного процесса.

Анализ точности базовый и цифровой оценок. Алгоритм оценивания по некоррелированной выборке. Методы непараметрического анализа спектральной плотности мощности. Влияние дискретизации во времени и ограниченности длины реализации в задачах, связанных с преобразованием Фурье. Проблема разрешающей способности и статистической устойчивости оценок. Базовые оценки взаимно-корреляционной функции, функции взаимной плотности мощности и функции когерентности, особенности их оценивания.

Практическое использование взаимных спектрально-корреляционных характеристик.

Алгоритмы быстрого преобразования Фурье (БПФ). Алгоритм с прореживанием по времени и частоте. Использование БПФ в корреляционно-спектральном анализе.

6. Параметрические методы статистического анализа Основные типы динамических моделей, используемые в анализе: регрессионные линейные и нелинейные по параметрам, лаговые модели, модели типа АР(р), СС(q), АРСС(р,q), АРПСС(p,d,q), сезонные модели. Общие свойства динамических моделей, порождаемых белым шумом, их корреляционно-спектральные свойства. Алгоритм метода параметрического анализа СПМ, использование системы уравнений Юла-Уокера и частной автокорреляционной функции. Блочные и последовательные алгоритмы оценивания СПМ.

Преимущества параметрического оценивания с точки зрения разрешающей способности и точности получаемых оценок.

7. Подходы к обработке нестационарных сигналов Недостатки спектрального представления сигнала комплексным рядом Фурье. Подходы к обработке нестационарных сигналов, которые позволяют оценивать частотно-временные характеристики сигналов. Два основных подхода к гармоническому временному анализу:

кратковременное оконное Фурье-преобразование и преобразование Wigner-Ville. Вейвлет-преобразование сигналов как обобщение спектрального анализа: понятие масштаба, непрерывное и дискретное вейвлет-преобразование. Достоинства и недостатки вейвлетных преобразований. Практическое использование вейвлет-преобразований.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы №1. Изучение способов моделирования временных рядов, визуального анализа и обработки аномальных измерений, непараметрических и параметрических методов обнаружения и выделения аддитивного тренда анализа случайности и стационарности временных рядов.

№2. Изучение алгоритмов расчета и свойств оценки автокорреляционной функции.

№3. Изучение алгоритмов непараметрического оценивания спектральной плотности мощности и методов анализа, основанных на оценках взаимных частотных и временных характеристик.

№4. Изучение параметрических методов анализа, основанных на АРСС моделях временных рядов 4.4. Расчетные задания Расчетное задание учебным планом не предусмотрено.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме с использованием раздаточного материала по некоторым темам.

Самостоятельная работа включает:

подготовку к тестам, выполнение необходимых расчетов и оформление отчетов по лабораторным работам и тестам, работу над ошибками в отчетах по лабораторным работам и тестах и подготовку к защитам лабораторных работ.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, в том числе устный опрос на лекциях;

опрос также проводится при проверке и исправлении ошибок в отчетах по лабораторным работам, при защитах лабораторных работ, при исправлении ошибок в тестах.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: среднеарифметическая оценка по защитам лабораторных работ.

В приложение к диплому оценка не выносится.

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

10. Бендат Дж.,Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. – М.: МИР, 1973г.

11. Марпл - мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: МИР, 1990. 584с.

12. Виноградова Н.А., Филаретов Г.Ф. Анализ стохастических процессов. Учебное пособие под ред. Филаретова Г.Ф. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007 – 116 с.

13. Виноградова Н.А., Филаретов Г.Ф. Цифровые методы статистической обработки сигналов.

Лабораторные работы по курсам «Анализ стохастических процессов» и «Цифровая обработка сигналов» для студентов, обучающихся по направлению «Автоматизация и управление». - М.:

МЭИ, 2000г.

14. Яковлев А.Н. Введение в вейвлет-анализ. Учебное пособие. – Новосибирск, НГТУ, 2003. - 104 с.

б) дополнительная литература:

1. 1.Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. Под ред. Фигурнова В.Э. М.: Финансы и статистика, 1995г.

4. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. - М.: Наука, 1985.

5. Васильев К.К. Статистический анализ многомерных изображений. – Ульяновск: УлГТУ, 2002.-156 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: не используются.

б) другие:

Программная система для анализа временных рядов “ЭВРИСТА”. Баласанов Ю.Г., Дойников А.Н., Королева М.Ф., Юровский А.Ю. Центр Статистических исследований и Лаборатория статистического анализа МГУ.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие компьютерного класса.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах» и профилю «1. Управление и информатика в технических системах».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Виноградова Н.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Управления и информатики д.т.н., профессор Беседин В.М.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 220400 – Управление в технических системах Магистерская программа: Управление и информатика в технических системах Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ" Цикл: профессиональный Часть цикла: Вариативная № дисциплины по учебному плану: М.2. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 1 семестр – 4;

Лекции 36 час. 1 семестр Лабораторные работы 18 час 1 семестр Объем самостоятельной работы по 90 час 1 семестр учебному плану (всего) Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является:

Обучение студентов основным понятиям, моделям и методам анализа и синтеза интегрированных систем автоматизированного управления. Основными задачами дисциплины является практическое освоение принципов анализа и синтеза больших систем.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

- обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цель и выбирать пути её достижения (ОК–1);

-стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

- самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

- понимать сущность и значение системного подхода при принятии решений в различных областях знаний (ОК-11);

- анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.