rpd000010880 (1008419)
Текст из файла
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский авиационный институт
(национальный исследовательский университет)
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
______________Куприков М.Ю.
“____“ ___________20__
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (000010880)
Математическое моделирование электротехнических устройств
(указывается наименование дисциплины по учебному плану)
| Направление подготовки | Электроэнергетика и электротехника | |||||
| Квалификация (степень) выпускника | Бакалавр | |||||
| Профиль подготовки | 140400.Б2, 140400.Б1 | |||||
| Форма обучения | очная | |||||
| (очная, очно-заочная и др.) | ||||||
| Выпускающая кафедра | 310, 306 | |||||
| Обеспечивающая кафедра | 306 | |||||
| Кафедра-разработчик рабочей программы | 306 | |||||
| Семестр | Трудоем-кость, час. | Лек-ций, час. | Практич. занятий, час. | Лаборат. работ, час. | СРС, час. | Экзаменов, час. | Форма промежуточного контроля |
| 4 | 108 | 14 | 20 | 0 | 74 | 0 | Р |
| Итого | 108 | 14 | 20 | 0 | 74 | 0 |
Москва
2011
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы рабочей программы
-
Цели освоения дисциплины
-
Структура и содержание дисциплины
-
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
-
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Приложения к рабочей программе дисциплины
Приложение 1. Аннотация рабочей программы
Приложение 2. Cодержание учебных занятий
Приложение 3. Прикрепленные файлы
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140400 Электроэнергетика и электротехника
по профилям:
140400.Б2 Информационные технологии в электроэнергетических и электромеханических системах
140400.Б1 Комплексная миниатюризация устройств и систем электрооборудования летательных аппаратов
Авторы программы:
| Анисимова Т.В. | _________________________ |
| Заведующий обеспечивающей кафедрой 306 | _________________________ |
Программа одобрена:
| Заведующий выпускающей кафедрой 310 _________________________ | Декан выпускающего факультета 3 _________________________ |
| Заведующий выпускающей кафедрой 306 _________________________ | |
-
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения дисциплины Математическое моделирование электротехнических устройств является достижение следующих результатов освоения(РО):
| N | Шифр | Результат освоения |
| 1 | З-5 | Знать основные понятия и методы аналитической геометрии, линейной алгебры |
| 2 | У-3 | Уметь применять методы математического анализа при решении инженерных задач |
| 3 | В-5 | Владеть инструментарием для решения математических, физических и химических задач в своей предметной области |
| 4 | Знания на уровне представления о современных системах CAE/CAD/CAM; об интеграции среды вычислений с другими приложениями (в том числе офисными) для автоматизации подготовки технической документации; о существующих методах, используемых для решения инженерных задач. | |
| 5 | Знания на уровне воспроизведения о возможностях программного комплекса для решения типовых инженерных задач дисциплин специальности; об использовании среды вычислений для моделирования процессов в электрооборудовании и силовых электронных устройствах; основных методов решений нелинейных уравнений, систем линейных и нелинейных уравнений, задач оптимизации. | |
| 6 | Знания на уровне понимания о сравнительных характеристиках различных программных комплексов для решения инженерных задач; о математических методах, применяемых для решения инженерных задач; о месте изученных методов при освоении последующих дисциплин; об общей структуре решаемой задачи и связях между применяемыми алгоритмами. | |
| 7 | Умения теоретические устанавливать взаимосвязи и записывать уравнения или систему уравнений для анализа статических режимов силовых электронных устройств; составлять уравнения динамического состояния системы исходя из условия инженерной задачи для моделирования процессов; оценить ряд полученных решений и провести постановку задачи оптимизации. | |
| 8 | Умения практические производить расчеты в среде вычислений; реализовывать алгоритмы решения нелинейных уравнений и систем, дифференциальных уравнений и задач оптимизации в приложении к задачам проектирования и математического моделирования устройств электрооборудования и силовой электроники; использовать средства для обработки экспериментальных данных. | |
| 9 | Навыки четко сообщать полученные знания; выбирать и применять соответствующий алгоритм для решения задач проектирования электрооборудования и устройств силовой электроники, моделирования процессов в них и оптимизации полученных решений. |
Перечисленные РО являются основой для формирования следующих компетенций: (в соответствии с ФГОС ВПО и требованиями к результатам освоения основной образовательной программы (ООП))
| N | Шифр | Компетенция |
| 1 | ПК-12 | Способностью графически отображать геометрические образы изделий и объектов электрооборудования, схем и систем |
| 2 | ПК-37 | Готовностью обеспечивать соблюдение заданных параметров технологического процесса и качество продукции |
| 3 | ПК-41 | Готовностью понимать существо задач анализа и синтеза объектов в технической среде |
| 4 | ПК-43 | Способностью применять методы испытаний электрооборудования и объектов электроэнергетики и электротехники |
| 5 | ПСК-5 | Готовность анализировать и разрабатывать преобразовательные устройства с использованием программных пакетов САПР. |
-
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных(ые) единиц(ы), 108 часа(ов).
| Модуль | Раздел | Лекции | Практич. занятия | Лаборат. работы | СРС | Всего часов | Всего с экзаменами и курсовыми |
| Математическое моделирование электротехнических устройств | Среда вычислений | 4 | 8 | 0 | 26 | 38 | 108 |
| Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 4 | 8 | 0 | 24 | 36 | ||
| Исследование переходных процессов в электротехнических схемах | 4 | 4 | 0 | 14 | 22 | ||
| Поиск оптимальных решений | 2 | 0 | 0 | 10 | 12 | ||
| Всего | 14 | 20 | 0 | 74 | 108 | 108 | |
-
Содержание (дидактика) дисциплины
В разделе приводится полный перечень дидактических единиц, подлежащих усвоению при изучении данной дисциплины.
1. Раздел 1. Среда вычислений
- 1.1. Описание среды
- 1.2. Построение выражений: основные операторы, цепкие операторы, средства редактирования.
- 1.3. Представление результатов (операции с целыми числами, единицами измерения, комплексными выражениями).
- 1.4. Более сложные выражения в среде вычислений: внутренние функции, константы.
- 1.5. Задание алгебраических выражений, функции пользователя, операции с матрицами.
- 1.6. Построение графиков функций, интерполяция.
- 1.7. Программирование.
2. Раздел 2. Решение уравнений и систем уравнений.
- 2.1. Итерационное решение уравнений
- 2.2. Решение систем линейных уравнений.
- 2.3. Решение систем нелинейных уравнений.
- 2.4. Решение задач на собственные значения.
3. Раздел 3. Решение дифференциальных уравнений.
- 3.1. Явные методы.
- 3.2. Метод пространства состояний.
- 3.3. Неявные методы.
- 3.4. Методы прогноза и коррекции.
4. Раздел 4. Поиск оптимальных решений.
- 4.1. Методы одномерного поиска.
- 4.2. Методы многомерного поиска.
- 4.3. Условная оптимизация.
-
Лекции
| № п/п | Раздел дисциплины | Объем, часов | Тема лекции | Дидакт. единицы |
| 1 | 1.1.Среда вычислений | 2 | Введение в среду вычислений | 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 |
| 2 | 1.1.Среда вычислений | 2 | Основные возможности среды вычислений | 1.5, 1.6, 1.7 |
| 3 | 1.2.Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 2 | Способы решения уравнений и систем линейных уравнений | 2.1, 2.2 |
| 4 | 1.2.Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 2 | Способы решения систем нелинейных уравнений и задач на собственные значения | 2.3, 2.4 |
| 5 | 1.3.Исследование переходных процессов в электротехнических схемах | 2 | Явные методы решения дифференциальных уравнений | 3.1 |
| 6 | 1.3.Исследование переходных процессов в электротехнических схемах | 2 | Методы решения систем дифференциальных уравнений | 3.2, 3.3, 3.4 |
| 7 | 1.4.Поиск оптимальных решений | 2 | Методы условной и безусловной оптимизации | 4.1, 4.2, 4.3 |
| Итого: | 14 | |||
-
Практические занятия
| № п/п | Раздел дисциплины | Объем, часов | Тема практического занятия | Дидакт. единицы |
| 1 | 1.1.Среда вычислений | 2 | Простейшие расчеты математических выражений | 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 |
| 2 | 1.1.Среда вычислений | 4 | Построение графиков функций | 1.5, 1.6, 1.7 |
| 3 | 1.1.Среда вычислений | 2 | Вычисления с комплексными числами | 1.3, 1.6 |
| 4 | 1.2.Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 4 | Решение нелинейных уравнений | 2.1 |
| 5 | 1.2.Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 4 | Решение систем линейных алгебраических уравнений | 2.2 |
| 6 | 1.3.Исследование переходных процессов в электротехнических схемах | 4 | Моделирование переходных процессов в корректирующих устройствах | 3.1, 3.2, 3.3 |
| Итого: | 20 | |||
-
Лабораторные работы
| № п/п | Раздел дисциплины | Наименование лабораторной работы | Наименование лаборатории | Объем, часов | Дидакт. единицы |
| Итого: | |||||
-
Типовые задания
| № п/п | Раздел дисциплины | Объем, часов | Наименование типового задания |
| 1 | Среда вычислений | 2 | Расчет параметров сигнала традиционными средствами |
| 2 | Среда вычислений | 2 | Реализация в среде вычислений прямого алгоритма вычислений |
| 3 | Среда вычислений | 2 | Составление блок-схемы с помощью типовых элементов заданного алгоритма |
| 4 | Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 2 | Обособление корней нелинейного уравнения |
| 5 | Решение уравнений и систем уравнений при расчете параметров электротехнических схем | 4 | Расчет для LC-фильтра с заданными параметрами его основные характеристики |
| 6 | Исследование переходных процессов в электротехнических схемах | 2 | Построение переходного процесса по заданной передаточной функции |
| 7 | Поиск оптимальных решений | 2 | Постановка задачи оптимизации |
| 8 | Поиск оптимальных решений | 2 | Реализация заданного метода одномерного поиска |
| 9 | Поиск оптимальных решений | 2 | Реализация метода покоординатного спуска |
| 10 | Поиск оптимальных решений | 2 | Решение задачи одномерной условной оптимизации |
| Итого: | 22 | ||
-
Курсовые работы и проекты по дисциплине
-
Рубежный контроль
1.1. Контрольная работа №1
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.















