Реферат: Программа учебной дисциплины опд. 06 "Теория автоматического управления" для специальности 220402 "Роботы и робототехнические системы"

ГОУ ВПО
«Воронежский государственный технический универси­тет»


«Утверждаю» Декан ФАРМ


____________В.М. Пачевский "___"__________2009 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОПД. 06 "Теория автоматического управления" для специальности 220402 "Роботы и робототехнические системы"

Форма обучения – очное


Срок обучения – нормативный


Воронеж 2009


Дисциплина преподается в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования направления подготовки дипломированного специалиста 652000 “Мехатроника и робототехника”, по специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” на основании рабочего учебного плана специальности, утвержденного ректором ВГТУ 26.05.2000 г.


Составитель программы

канд. техн. наук, доцент А.П. Харченко

канд. техн. наук, доцент В.В. Кольцова


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры робототехнических
систем, протокол №____ от "____"___________2009 г.


Зав. кафедрой РС,

доктор техн. наук, профессор А.И. Шиянов


Рабочая программа рассмотрена и одобрена методической комиссией
ФАРМ "____ " ____________2009 г.

Председатель МК ФАРМ,

доктор техн. наук, профессор Ю.С. Ткаченко

Выписка из государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 652000 “Мехатроника и робототехника” по специальности 220400 “Роботы и робототехнические системы ”.


ОПД. 06

^ ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ


методы анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР);

анализ устойчивости линейных САР;

синтез линейных САР методом логарифмических частотных характеристик

методы пространства состояний; управляемость и наблюдаемость

нелинейные системы автоматического управления; анализ устойчивости метом Ляпунова; критерий абсолютной устойчивости; метод гармонической линеаризации;

дискретные системы автоматического управления, их математическое описание и исследование;

7. синтез цифровых корректирующих устройств и их микропроцессорная реализация

204


Цель и задачи дисциплины


Цель дисциплины состоит в подготовке студентов специальности 220400 к инженерной деятельности по разработке и проектированию быстродействующих систем автоматического управления (САУ).

Задачами дисциплины является изучение:

принципов построения и структурного описания (САУ) и их элементов;

методов описания статических и динамических свойств САУ;

методов обеспечения заданных технических характеристик САУ параметрическими и структурными средствами.

Изучение базируется на аналитическом описании процессов в изучаемых объектах, на аппарате дифференциальных уравнений, передаточных функций и частотных характеристик, на методах параметрического и структурного синтеза, а также на математическом моделировании САУ на персональных компьютерах.

Изучение данной дисциплины базируется на предшествующих курсах высшей математики (дифференциальное и интегральное исчисление, функции комплексного переменного, элементы вариационного исчисления), физики (классическая механика, электричество, магнетизм) электротехники и электроники (теория цепей постоянного и переменного тока, анализ нелинейных цепей, переходные процессы), промышленная робототехника.

Результаты изучения дисциплины имеют самостоятельное значение, а также создают базу для изучения отдельных тем специальных курсов, таких как "Проектирование роботов и РТС" и "Исполнительные системы роботов".


Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен знать методы анализа и синтеза автоматических систем, а так же владеть умениями и навыками:

составления математической модели САУ;

выполнения расчетных работ по анализу устойчивости САУ;

анализа статических и динамических характеристик САУ;

структурного и параметрического синтеза САУ с заданными статическими и динамическими характеристиками.

исследования САУ с применением средств вычислительной техники


Объем дисциплины и виды учебной работы

Форма обучения – Очное

Срок обучения ­– нормативный

Курс – 3


Виды занятий



Всего часов

Семестры и ко­личество часов








5сем.

6 сем.

1

2

3

4

^ Общая трудоемкость

204

102

102

^ Аудиторные занятия

119

68

51

Лекции

68

34

34

Практические занятия

17

17

-

Лабораторные работы

34

17

17

Семинары

-

-

-

Другие виды аудиторных занятий

-

-

-

^ Самостоятельная работа

85

34

51

Курсовой проект

24

-

24

Расчетно-графическая работа

-

-

-

Реферат

-

-

-

Работа над темами для само­стоятельного изучения

-

-

-

Подготовка к практическим, семи­нарским и лабораторным занятиям

51

29

22

Выполнение домашних заданий

-

-

-

Подготовка к контрольным ме­роприятиям

10

5

5

Другие виды самостоятельной работы

-

-

-

^ Рубежи контроля знаний




Экзамен,

Зачет

Экзамен, Кур.р.



Содержание дисциплины

Разделы дисциплины и виды занятий (тематический план)



№

п\п


Разделы

дисциплины

Лекции

(час)

Практич.

Занятия

(час)

Семинар.

Занят.

(час)

Лабор.

Занят.

(час)

Друг.

виды

ауд.Занят.




Введение

2













1.

Основные понятия и определения в теории управления

4

-

-

-




2.

Математическое описание САУ

4

4

-

-




3.

Элементарные звенья и их характеристики

8

4

-

8




4.

Структурные схемы и характеристики САУ

6

4

-

6




5.

Устойчивость линейных САУ

6

2

-

6




6.

Оценка качества регулирования линейных САУ

6

-

-

4




7.

Синтез линейных САУ

8

-

-

4




8.

Метод пространства состояний

8

3

-

6




9.

Многомерные системы

2

-

-

-




10.

Нелинейные системы автоматического управления

4

-

-

-




11.

Импульсные системы автоматического управления

4

-

-

-




12.

Цифровые системы автоматического управления

4

-

-

-




13.

Синтез линейных оптимальных систем

2

-

-

-







Всего

68

17

-

34






Учебно-методическое обеспечение дисциплины.


Рекомендуемая литература


а) основная литература:

1. Р. Дорф, Р.Бишоп . Современные системы управления. М.: Лаб, базовых знаний, 2004 –832 c

б) дополнительная литература:

1. Р. Дорф, Р.Бишоп . Современные системы управления. М.: Лаб, базовых знаний, 2002 –810 c.


в) методическая литература:


1. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 1-5 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения. Воронеж. ВГТУ. 2003.(на магнитном носителе)

2. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 6-10 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2003.(на магнитном носителе)

3. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 1-4 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2004. 28 с.

4. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 11-12 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2003.(на магнитном носителе)

5. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 13-14 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения. Воронеж. ВГТУ. 2004.(на магнитном носителе)

6. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 5-10 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2004. 47 с.

7. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Муконин А.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж.ВГТУ.2005. 25 с.(на магнитном носителе).

11. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж. ВГТУ .2005.25 с.(на магнитном носителе).

12. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2006.20 с.

13. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Кольцова В.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ 11-12 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения.Воронеж.ВГТУ.2006.20с.

14. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Муконин А.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж.ВГТУ.2007. 20 с. (на магнитном носителе).


Средства обеспечения освоения дисциплины:


В процессе обучения используются следующие компьютерные программы и пакеты:

MATLAB 6.5 – пакет программ для исследования частотных и временных характеристик многоконтурных линейных и дискретных САУ
^ Карта обеспеченности студентов учебной и учебно-методической литературой





Рекомендуемая литература

Количество экз. в библиоте­ке

Год изда­ния

Ожидаемое число обу­чающихся

Обеспе­ченность на одно­го обу­чающе­гося

1


Основная:
^ 1. Воронов А.А.Теория автоматического управления. В 2-х частях: ч.1 и ч.2
Под ред. А.А. Воронова.– М.: Высш. шк., 367с.

2. Дорф Р.Ф.Современные системы управления

М.: Лаб, базовых знаний, 810с.

3. Дорф Р.Ф.Современные системы управления

М.: Лаб, базовых знаний, 831с.


2


25


74


20

3


1986


2002


2004

4


40


40


40

5


0,625


1,85


0,5

Основная:


1. Дорф Р.Ф.Современные системы управления

М.: Лаб, базовых знаний, 831с.



20





2004





40





0,8



Дополнитель­ная:


1. Дорф Р.Ф.Современные системы управления

М.: Лаб, базовых знаний, 810с.


Методическая:


1. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 1-4 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж. ВГТУ. 28 с.





74


30



2002


2004



40


40



1


0,75



2. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 11-12 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм бучения. Воронеж. ВГТУ. (на магнитном носителе)


3. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 13-14 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения. Воронеж. ВГТУ.(на магнитном носителе)


4. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 5-10 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения. Воронеж. ВГТУ. 47 с.

(на магнитном носителе)


5. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Муконин А.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж.ВГТУ 25 с.(на магнитном носителе).


6. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению лабораторных работ 5-10 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения. Воронеж. ВГТУ. 47 с.


7. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Муконин А.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной форм обучения. Воронеж.ВГТУ. 25 с.



1


1


1


1


30


1



2003


2004


2003


2005


2004


2005



40


40


40


40


40


40



1


1


1


1


0,75


1

8. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж. ВГТУ.25 с.(на магнитном носителе).


9. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С. Методические указания к выполнению практических занятий по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехни-ческие системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж. ВГТУ.20 с.


10. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Кольцова В.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ 11-12 по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения.Воронеж.ВГТУ.20с.


11. Харченко А.П., Слепокуров Ю.С., Муконин А.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория автоматического управления” для студентов специальности 220402 “Роботы и робототехнические системы” очной и очно-заочной (вечерней) форм обучения. Воронеж.ВГТУ. 20 с. (на магнитном носителе).



1


30


30


1





2005


2006


2006


2007



40


40


40


40



1


0,75


0,75


1