rpd000011666 (161101 (24.05.06).С16 Системы управления беспилотными ЛА), страница 4

Тематика: Формирование математической модели САУ, линеаризация и упрощение, исследование упрощенных моделей, выбор параметров и исследование полных нелинейных моделей

Трудоемкость(СРС): 4

Прикрепленные файлы: Исследование динамики и синтез параметров закона управления САУ..doc

Типовые варианты:

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Экзамен (5 семестр)

Прикрепленные файлы: Экзамен (5 семестр).doc

2. Экзамен (6 семестр)

Прикрепленные файлы: Экзамен (6 семестр).doc

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1. Ким Д.П. Теория автоматического управления. .т. 1 Линейные системы. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.- 312 с.

2. Ким Д.П. Теория автоматического управления .т.2 Многомерные нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. –М.; ФИЗМАТЛИТ, 2007, -440 с.

3. Бесекерский В.А. , Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. .М.: Профессия, 2007г.

4. Степаньянц Г.А. Теория динамических систем. М.: Либерком, 2010 г.

5. Ким Д. П. Сборник задач по теории автоматического управления. Многомерные оптимальные и адаптивные системы.-М.: Физматлит, 2008.

6. Ушаков А.В., Хабалов В.В., Дударенко Н.А. Математические основы те

б)дополнительная литература:

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

1. Пакеты ПО общего назначения (текстовые редакторы, графические редакторы), математический пакет MATHCAD 14 -15.

2. Специализированные программы исследования САУ лаборатории ТАУ каф.301.

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия:

a. аудитория, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер)

2. Лабораторные работы

a. лаборатория «Теории автоматического управления» кафедры 301,

оснащенная персональными компьютерами, презентационной техникой и специализированным

программным обеспечением,

b. шаблоны отчетов по лабораторным работам,

c. шаблоны исходных данных,

3. Практические занятия:

a. компьютерный класс,

b. презентационная техника (проектор, экран, компьютер)

c. пакеты ПО общего назначения (текстовые редакторы, графические редакторы),

d. шаблоны исходных данных,

4. Прочее:

a. рабочее место преподавателя, оснащенное компьютером с доступом в Интернет,

b. рабочие места студентов, оснащенные компьютерами с доступом в Интернет,

предназначенные для работы в электронной образовательной сред

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Основы теории управления »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Основы теории управления является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Системы управления летательными аппаратами. Дисциплина реализуется на 3 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 301.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-3.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с:

- основными понятиями теории динамических систем: свободное движение, реакция на типовые воздействия, управляемость и наблюдаемость, устойчивость движения, точность в установившихся режимах, точность при случайных воздействиях,

- построением и преобразованием математических моделей линейных, нелинейных, непрерывных и дискретных автоматических систем и их элементов,

- исследованием устойчивости и динамики процессов управления, синтезом и реализацией законов управления для стационарных и нестационарных систем,

- построением оптимальных законов управления,

- исследованием специфических установившихся движений в нелинейных системах ,

- разработкой методов и алгоритмов исследования характеристик и методов синтеза параметров систем управления движением для различных классов объектов управления.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие, Лабораторная работа.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Экзамен (5 семестр) ,Экзамен (6 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (82 часов), практические (16 часов), лабораторные (20 часов) занятия и (44 часов) самостоятельной работы студента. Дисциплина «ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ» является частью профессионального цикла дисциплин подготовки специалистов по направлению подготовки 161101 «Системы автоматического управления движением летательных аппаратов» и является дисциплиной специализаций

161101.9 «Системы управления движением летательных аппаратов»,

10 «Системы управления силовыми установками ЛА»,

11 «Навигационные системы и инерциальные датчики ЛА»,

12 « Управляющие пилотажно-навигационные комплексы ЛА»

13 «Измерительно-вычислительные комплексы систем управления воздушно-космических ЛА»,

16 «Системы управления беспилотными ЛА».

Дисциплина реализуется на 3 факультете Московского авиационного института кафедрой 301 «Системы автоматического и интеллектуального управления».

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, лабораторные работы, практические занятия, самостоятельная работа студента, курсовое проектирование, консультации.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме тестирования и выполнения лабораторных работ, рубежный контроль в форме защит лабораторных работ, экзаменов, а так же промежуточный контроль в форме защит лабораторных работ и курсовой работы.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Основы теории управления »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Основные задачи теории управления, понятия терминология и классификация. (АЗ: 2, СРС: 0,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Определяется предмет и основное содержание дисциплины. Приводятся примеры реализации задач управления в различных сферах техники, производства и технологий. Словесно формулируется обобщенная задача управления динамическими объектами, описываются трудности ее решения. Вводятся определения и основные термины, используемые в теории управления. Производится классификация систем управления по принципам управления, по виду задающего воздействия, по видам математических моделей.

1.2.1. Математические модели систем, получения математических моделей вида «вход-выход» и «вход-состояние-выход» (АЗ: 2, СРС: 1,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Рассматриваются наиболее общие математические модели систем - дифференциальные уравнения различного вида, описывающие законы природы в соответствующей форме. Приводится форма уравнений, определяющая изменение вектора состояний. Вводятся общие понятия управляемости и наблюдаемости, определяющие принципиальные возможности целенаправленного воздействия на систему и возможность косвенно оценивать изменение координат состояния. Рассматривается также форма дифференциальных уравнений описывающая связи "вход" - "выход". Такая форма традиционна для управления системами с одним входом и выходом.

1.2.2. Линеаризация уравнений динамики систем. (АЗ: 2, СРС: 1,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Рассматриваются методы упрощения математических моделей, используемых для описания динамических систем: расщепление общих уравнений по темпам движения и линеаризация нелинейных уравнений при малых отклонениях от невозмущенного движения. Приводится методика линеаризации в окрестности положения равновесия, иллюстрируемая на примере линеаризации уравнений пилотируемого летательного аппарата. Полученные линейные модели приводятся к форме уравнений состояния.

1.2.3. Линейные математические модели систем. (АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Рассматриваются линейные дифференциальные уравнения, полученные в результате линеаризации. Определяются важные свойства управляемости и наблюдаемости, позволяющие воздействовать на все компоненты вектора состояния со стороны входа и дающие возможность восстановления вектора состояния по доступным измерениям. Выводятся условия полной управляемости и наблюдаемости, а также определенные частные случаи. Приводятся различные формы уравнений состояния, отличающиеся структурой матрицы коэффициентов: модальная форма, форма управляемости, наблюдаемости и показывается процедура преобразования уравнений к новому базису. Выводятся методы и вычислительные алгоритмы взаимного преобразований моделей "вход - выход" и "вход - состояние- выход"

1.3.1. Передаточные функции и временные характеристики . (АЗ: 4, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Использование преобразования Лапласа для решения дифференциальных уравнений. Передаточная функция и матрица передаточных функций для систем с несколькими входами и выходами. Свойство передаточных функций линейных систем. Физическая реализуемость. Алгоритм Леверье-Фаддеева, для получения матрицы передаточных функций по уравнениям состояния.

Передаточные функции элементарных соединений звеньев: последовательного, параллельного и соединения с обратной связью. Методика структурных преобразований, выполняемых с целью получения передаточной функции произвольного соединения звеньев. Понятие типовых воздействий - единичного ступенчатого сигнала и дельта-функции, иммитирующей ударное воздействие на систему. Переходная и импульсная переходная функция. Расчет реакции системы на произвольный входной сигнал.

1.3.2. Частотные характеристики линейных систем. (АЗ: 2, СРС: 1,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Установившаяся реакция линейной системы на гармонический сигнал. Понятие о частотных характеристиках (ЧХ), их физический смысл и математическое представление. Различные виды частотных характеристик: амплитудно-частотнаяь (АЧХ), фазочастотная (ФЧХ), вещественная и мнимая частотные характеристики, амплитудно-фазовая характеристика (АФХ). Свойства АЧХ и ФЧХ. Взаимная связь между различными характеристиками, особенность вычисления фазовых характеристик по передаточной функции. Минимальнофазовые системы.

Частотные характеристики в логарифмическом представлении - их асимптотические свойства.

Экспериментальное снятие частотных характеристик.

1.3.3. Типовые динамические звенья и их основные характеристики. (АЗ: 4, СРС: 1,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Представление передаточной функции произвольного порядка в форме Боде - в виде композиции простейших множителей 1-2 порядка. Типовые минимальнофазовые звенья: апериодическое, интегрирующее, колебательное, дифференцирующее, форсирующее первого и второго порядка. Физическая реализация дифференцирующих и форсирующих звеньев, реальное дифференцирующее звено.

Динамические характеристики типовых звеньев: дифференциальные уравнения, передаточные функции, частотные и временные характеристи.

Элементарные неминимальнофазовые звенья 1-2 порядка. Звено чистого запаздывания.

1.4.1. Устойчивость невозмущенного движения и ее оценка по уравнениям первого приближения (АЗ: 2, СРС: 1,5)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Понятие устойчивости по Ляпунову. Асимптотическая устойчивость. Теоремы Ляпунова об оценке устойчивости невозмущенного движения по уравнениям первого приближения.

Корневые условия устойчивости линейных стационарных систем. Колебательная и апериодическая границы устойчивости. Алгебраические критерии Рауса и Гурвица. Необходимые условия устойчивости, основанные на коэффициентах характеристического многочлена.

1.4.2. Исследование устойчивости по частотным представлениям. (АЗ: 4, СРС: 1,5)