[ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования Московской области
«Международный университет природы, общества и человека «Дубна»
(университет «Дубна»)
Институт системного анализа и управления
Кафедра системного анализа и управления
УТВЕРЖДАЮ
проректор по учебной работе С.В. Моржухина «_»_2010 г.
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Теоретические основы автоматизированного управления (II) (наименование дисциплины) по направлению 230100 62 «Информатика и вычислительная техника»(№, наименование направления, специальности) Форма обучения: очная Уровень подготовки: бакалавр Курс (семестр): 4 курс (8 семестр) г. Дубна, 2010 г.
Программа дисциплины «ТОАУ (II)» по направлению (специальности) «ИВТ»: Учебная программа. Автор: Добрынин В. Н.–Дубна: Университет «Дубна», 2010.
Автор программы: профессор Добрынин Владимир Николаевич, к. т. н., с. н. с., кафедра Системного анализа и управления _ (подпись) Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и учебным планом по направлению подготовки (специальности) (указывается номер ОКСО, код и наименование направления подготовки (специальности)) Программа рассмотрена на заседании кафедры (название кафедры) Протокол заседания № _ от «» 2009 г.
Заведующий кафедрой _ / проф. Черемисина Е. Н. / (ученое звание) (подпись) (фамилия, имя, отчество)
СОГЛАСОВАНО
заведующий выпускающей кафедрой / проф. Черемисина Е. Н. / (ученое звание) (подпись) (фамилия, имя, отчество) «» _ 2009 г.Рецензент: _ (ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., место работы, должность)
ОДОБРЕНО
декан факультета (директор института, филиала) _ / проф. Черемисина Е. Н._/ (ученое звание, степень) (подпись) (ФИО) «» _ 20 г.Руководитель библиотечной системы _ /_ Черепанова В. Г. _/ (подпись) (ФИО) 1. Выписка из ГОС ВПО Дисциплина «Теоретические основы автоматизированного управления (II)»
относится к блоку дисциплин по выбору цикла специальных дисциплин. Требования ГОС ВПО отсутствуют.
2. Аннотация Дисциплина «Теоретические основы автоматизированного управления (II)» (ТОАУ (II)) для направления 230100 62 «Информатика и вычислительная техника» читается в университете «Дубна» в 7-ом и 8-ом семестре.
Для дисциплины ТОАУ (II) (Рис. 1) выделены:
дисциплины, необходимые для освоения предмета;
дисциплины, в которых используются различные разделы предмета ТОАУ САУ Кафедра САУ Рис. 1. Дисциплины, используемые при формировании курса ТОАУ (II) (вход) и приобретённые ЗУН из курса ТОАУ (II), необходимые для освоения других дисциплин 3. Цели и задачи дисциплины Для успешного освоения дисциплины ТОАУ (II) студенты должны владеть следующими базовыми знаниями: основы исследования операций, основы аналитической и проективной геометрии, основы математического анализа, линейной алгебры и теории вероятности, основы моделирования, основы теории систем, навыками чтения технического английского. Студенты должны иметь навыки технологии моделирования (Табл.1).Кроме того для успешного освоения курса ТОАУ (II) студенты должны владеть теоретическими и практическими знаниями по следующим дисциплинам: КТАДС, Моделирование систем, Теория управления, Теория систем. Уметь применять компьютерные технологии для решения прикладных задач на основе моделирования.
Наиболее существенные знания, умения и навыки по каждому набору дисциплин представлены в виде таблиц основных потоков знаний, умений и навыков на входе (Табл.
1) и выходе (Табл. 2) дисциплины ТОАУ (II).
Табл. 1. Основные знания, умения и навыки на входе дисциплины ТОАУ (II) Моделирование Методов формального уметь решать задачи навыки систем описания стратов систем ( анализа систем на компьютерного Основы теории Методов решения задач Конструировать иметь навыки управления, управления (стабилизации, модели управления решения задая организация и слежения, программного для различных управления на КТАДС Знать методы решения задач Уметь решать задачи иметь навыки Компьютерные технологии анализа динамических Компьютерная графика и дизайн Программирование программирования на языках шаблоны программ применения Табл. 2. Основные знания, умения и навыки, используемые после изучения ТОАУ Управление Методы программного умение конструировать Использовать Современные Методы структурного, Умение качественно Реализовыать технологии анализа функционального, осуществлять анализ и качественное и синтеза больших морфологического, SWOT синтез БС сообразно описание модели проектирования методы применения проектирования КИС проектирования информационных программных комплексов подготавливать Методы сбора Методы проведения сбора умение осуществлять навыки решения анализа и обработки полевой информации (опрос, подготовку к полевым прикладных задач в маркетинговой анкетирование, наблюдение, исследованиям, маркетинге и информации контент-анализ, извлечение оценивать результаты рекламе на основе Информация, приведенная выше в виде схем и таблиц, является основой для формирования в целом курса ТОАУ (II) для направления 230100 62 «Информатика и вычислительная техника» (ИВТ). Эта дисциплина имеет учебно-методическую базу в виде базового учебного пособия, дистанционного курса. Семинарские занятия проводятся в специализированных компьютерных классах, подключённых к локальной сети университета, обеспечивающей доступ к инструментальным средствам и информации для проведения семинарских занятий.
4. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате прохождения курса студент должен:
получить целостное представление о проблемном поле автоматизации управленческих задач;
приобрести знания о различных типах задач управления, структурных особенностях задач, методах решения задач стабилизации, слежения, программного управления, оптимального управления, в различных условиях неопределенностей и в условиях многокритериальности; приобрести знания о методах компьютерного моделирования решения прикладных задач приобрести умения и навыки применения изученных методов при решении Курс должен заложить основу для будущего изучения проблем, связанных с задачами управления, а также дать основу для изучения дисциплин (Табл.2).
После завершения курса ТОАУ (II) студенты должны понимать проблемы связанные с управлением сложных природных и техногенных объектов; уметь применять компьютерные технологии при решении управленческих задач; владеть широко используемыми программными приложениями, используемые в автоматизированных системах управления.
5. Объем дисциплины и виды учебной работы Лабораторные работы (ЛР) Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы 6. Разделы дисциплины п/п управления стохастических объектов управления моделирования техногенных адаптивных систем управления Содержание разделов дисциплины 1. Факторы, характеризующие диффузные объекты управления Диффузные системы: определение Д.С: В.В. Налимова, Н.Н. Моисеева, И. Пригожина и И. Стенгерса В.Д. Могилевского и А.А. Горелова. Парадигма диффузных систем (cтохастические динамические модели, рефлексивные модельные системы в управлении;
приоритет в развитии методологии, синтезирующей кибернетический и процессный подходы на фоне сложившейся методологии системного и ситуационного подходов;
Построение гомеостаза, согласованного с состоянием «Природы и ее законами», т.е.
создание гомеостаза, соответствующего стадии развития организационной системы) Развитие – это модель «устойчивого неравновесия» (концепция "sustainability development") с возможными точками бифуркации; Преобладающее свойство – самоорганизация, реализующая принципы синергетики, т.е. управление как постоянное творчество; главный источник пристального внимания – эмбриональное развитие организации как высокоорганизованный процесс; Спонтанная флуктуация систем (структуро-образующих элементов) внешней среды, способная вызвать точку бифуркации той или иной организационной системы без определенной гарантии на ее дальнейшее существование. Приоритетные организационные структуры – диссипативные, иначе, сетевые; Конструирование внешней среды с использование эффекта синергетики) 2. Стохастические объекты управления Определение стохастической системы, свойства С.С., структура модели стохастической системы. Примеры природных и техногенных стохастических систем.
3. Обобщенная структура адаптивного управления Система адаптивного управления, компоненты системы, отличительные особенности системы адаптивного управления от классической системы управления Структура управляющих воздействий системы АУ. Примеры 4. Модели адаптивного управления Модель адаптивного управления производством, компоненты модели, особенности управляющих воздействий, моделирование объекта управления с целью формирования управляющего воздействия, объект управления с переменной структурой, задачи анализа и синтеза в системе адаптивного управления. Примеры 5. Методы адаптивного управления Детерминированные и вероятностные методы адаптивного управления, эвристические методы адаптивного управления. Примеры 6. Задачи анализа адаптивных систем на основе моделирования Определение структуры адаптивной системы на основе результатов наблюдений, выявление закона функционирования адаптивной системы, определение стационарных состояний АС. Примеры 7. Структура компьютерных моделей диффузных и стохастических объектов Математические модели диффузных и стохастических систем. Дискретные итерационные и рекурсивные модели. Примеры 8. Качественные особенности природных и техногенных адаптивных систем Принципы взаимодействия адаптивной системы с окружающей средой, свойства компонент адаптивных систем. Примеры 9. Структура адаптивной системы управления Измерение состояния объекта управления и состояния среды, оценка возможностей объекта управления, оценка возможностей управляющей системы, анализ рассогласования системы, моделирование объекта управления с целью определения структурных параметров системы, изменение структуры системы. Примеры 10. Потоки знаний и управления знаниями Анализ различных толкований «знания»; сравнение знания, информации, данных, сообщений; Знаниевые, информационные и потоки данных в организации. Показатели согласованности потоков. Динамическая модель потоков производства. Примеры.
11. Структура системы управления знаниями Метазнания. Метазнаниевые технологии. Качественные особенности метазнаниевых технологий. Структура системы управления потоками. Адаптивная система управления потоками производства. Примеры.
12. Управление компетенциями Анализ различных толкований компетенции. Организация – совокупность согласованных компетенций. Показатели согласованности компетенций. Система управления компетенциями. Структурные особенности системы управления компетенциями.
Примеры.
13. Проектирование автоматизированных систем управления Содержание и состав проектной документации автоматизированной системы управления.
Стадии разработки проекта АСУ. Методы проектирования АСУ. Жизненный цикл АСУ.
Управление проектированием. Общая архитектура АСУ. Типы АСУ. Технология автоматизированного решения задач АСУ. Примеры.
14. Автоматизированное проектирование систем управления Этапы автоматизированного проектирования АСУ. Предпроектное обследование. ПО поддержки предпроектного обследования. ТЭО и ПО поддержки. ТЗ и ПО поддержки. ТП и ПО поддержки. РП и ПО поддержки. По автономной и комплексной отладки ПО.
Моделирование на стадиях проектирования. ЖЦ ПО. Примеры 15. Эволюционное управление Различные толкования эволюционного управления (ЭУ). Сравнительный анализ определений ЭУ. Область исследования ЭУ. Проблемы ЭУ. Отличительные особенности ЭУ от адаптивного управления. Особенности объектов, для которых применимо ЭУ.
Примеры природных и техногенных систем эволюционного управления.
Практические занятия (семинары) 7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Учебная литература (обязательная) 1. Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для вузов. — М.: Издательство Оникс, 2005. — 640с. - ISBN 5ЭБС «КнигаФонд». – URL: http://www.knigafund.ru/books/42460 (дата обращения: 10.05.2010). - Режим доступа: по логину и паролю.
2. Советов Б.Я. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для студентов вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 2006. - 463с. - ISBN 5-06-005496-9.
3. Певзнер Л.Д. Математические основы теории систем: Учебное пособие для студентов вузов / Певзнер Леонид Давидович, Чураков Евгений Павлович. - М.: Высшая школа, 2009. - 503с.: ил. - Предм.указ.:с.498. - ISBN 978-5-06-004860-5.
Дополнительная литература 1. Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. Теория автоматического управления:
Учебник для вузов (гриф)ихаил - 4-е изд.,стер. - М.: Высшая школа, 2003. - 268с.: ил. Список лит.:с.265. - ISBN 5-06-003953-6.
2. Харин А.А., Коленский И.Л., Пущенко Н.Н. и др. Управление инновациями: Учебное пособие (гриф): В 3 т. Кн.3 : Базовые компоненты управления инновационными процессами - М.: Высшая школа, 2003. - 240с. - ISBN 5-06-004697-4.
3. Баркин А.И., Воронов Е.М., Курдюков А.П. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник для вузов (гриф): В 5 т. Т.4 : Теория оптимизации систем автоматического управления. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2004. - 744с. - ISBN 5-7038-2192-4.
4. Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 1997. - 240с.: ил. - Библиогр.:с.237-238. - ISBN 5-06-002642-6.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Компьютерный класс на 12 рабочих мест, с установленными программами Matcad, ECXEL, DELFI, VBA, 3D MAX 9. Перечень выносимых на экзамен вопросов 1. Диффузные системы. Факторы, характеризующие диффузные объекты управления.
2. Определение ДС. Парадигма диффузных систем 3. Стохастические динамические модели, рефлексивные модельные системы в 4. Определение стохастической системы, свойства СС.
5. Структура модели стохастической системы. Примеры природных и техногенных стохастических систем.
6. Система адаптивного управления.
7. Компоненты системы, отличительные особенности системы адаптивного управления от классической системы управления.
8. Структура управляющих воздействий системы АУ.
9. Модель адаптивного управления производством, компоненты модели, особенности управляющих воздействий, моделирование объекта управления с целью формирования управляющего воздействия.
10. Объект управления с переменной структурой, задачи анализа и синтеза в системе адаптивного управления.
11. Детерминированные и вероятностные методы адаптивного управления.
12. Эвристические методы адаптивного управления.
13. Определение структуры адаптивной системы на основе результатов наблюдений.
14. Закон функционирования адаптивной системы, определение стационарных 15. Математические модели диффузных и стохастических систем.
16. Дискретные итерационные и рекурсивные модели.
17. Принципы взаимодействия адаптивной системы с окружающей средой, свойства компонент адаптивных систем.
18. Измерение состояния объекта управления и состояния среды.
19. Оценка возможностей объекта управления.
20. Оценка возможностей управляющей системы.
21. Анализ рассогласования системы.
22. Моделирование объекта управления с целью определения структурных параметров 23. Изменение структуры системы.
24. Анализ различных толкований «знания», сравнение знания, информации, данных, 25. Знаниевые, информационные и потоки данных в организации.
26. Показатели согласованности потоков.
27. Динамическая модель потоков производства.
28. Метазнания. Метазнаниевые технологии. Качественные особенности 29. Структура системы управления потоками. Адаптивная система управления 30. Анализ различных толкований компетенции.
31. Организация – совокупность согласованных компетенций.
32. Показатели согласованности компетенций.
33. Система управления компетенциями.
34. Структурные особенности системы управления компетенциями.
35. Содержание и состав проектной документации автоматизированной системы 39. Управление проектированием..
41. Технология автоматизированного решения задач АСУ.
42. Этапы автоматизированного проектирования АСУ.
43. Предпроектное обследование.
44. ПО поддержки предпроектного обследования.
45. ТЭО и ПО поддержки. ТЗ и ПО поддержки. ТП и ПО поддержки. РП и ПО 46. По автономной и комплексной отладки ПО. Моделирование на стадиях 47. Различные толкования эволюционного управления (ЭУ). Сравнительный анализ 48. Область исследования ЭУ. Проблемы ЭУ.
49. Отличительные особенности ЭУ от адаптивного управления.
50. Особенности объектов, для которых применимо ЭУ. Примеры природных и техногенных систем эволюционного управления.
10. Пример экзаменационного билета _ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Международный университет природы, общества и человека “Дубна” Дисциплина: Теоретические основы автоматизированного управления (II) 1. Диффузные системы. Факторы, характеризующие диффузные объекты управления.
2. Оценка возможностей управляющей системы.
_ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН (РАБОЧАЯ ПРОГРАММА)
учебных занятий по дисциплине «Теоретические основы автоматизированного управления (II)»кафедра системного анализа и управления направление 230100 62 Информатика и вычислительная техника Номер 15 нед Учебная литература (обязательная) 1. Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для вузов. — М.: Издательство Оникс, 2005. — 640с. - ISBN 5-488-00129-8 // ЭБС «КнигаФонд». – URL: http://www.knigafund.ru/books/42460 (дата обращения: 10.05.2010). - Режим доступа: по логину и паролю.
2. Советов Б.Я. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для студентов вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 2006. - 463с. - ISBN 5-06-005496-9.
3. Певзнер Л.Д. Математические основы теории систем: Учебное пособие для студентов вузов / Певзнер Леонид Давидович, Чураков Евгений Павлович. - М.: Высшая школа, 2009. с.: ил. - Предм.указ.:с.498. - ISBN 978-5-06-004860-5.
Дополнительная литература 1. Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. Теория автоматического управления: Учебник для вузов (гриф)- 4-е изд.,стер. - М.: Высшая школа, 2003. - 268с.: ил. - Список лит.:с.265. ISBN 5-06-003953-6.
2. Харин А.А., Коленский И.Л., Пущенко Н.Н. и др. Управление инновациями: Учебное пособие (гриф): В 3 т. Кн.3 : Базовые компоненты управления инновационными процессами - М.:
Высшая школа, 2003. - 240с. - ISBN 5-06-004697-4.
3. Баркин А.И., Воронов Е.М., Курдюков А.П. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник для вузов (гриф): В 5 т. Т.4 : Теория оптимизации систем автоматического управления. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 744с. - ISBN 5-7038-2192-4.
4. Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 1997. - 240с.: ил. - Библиогр.:с.237-238. - ISBN 5-06-002642-6.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН (РАБОЧАЯ ПРОГРАММА)
учебных занятий по дисциплине «Теоретические основы автоматизированного управления (II)»кафедра системного анализа и управления направление 230100 62 Информатика и вычислительная техника Номер 15 нед Учебная литература (обязательная) 4. Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для вузов. — М.: Издательство Оникс, 2005. — 640с. - ISBN 5-488-00129-8 // ЭБС «КнигаФонд». – URL: http://www.knigafund.ru/books/42460 (дата обращения: 10.05.2010). - Режим доступа: по логину и паролю.
5. Советов Б.Я. Теоретические основы автоматизированного управления: Учебник для студентов вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 2006. - 463с. - ISBN 5-06-005496-9.
6. Певзнер Л.Д. Математические основы теории систем: Учебное пособие для студентов вузов / Певзнер Леонид Давидович, Чураков Евгений Павлович. - М.: Высшая школа, 2009. с.: ил. - Предм.указ.:с.498. - ISBN 978-5-06-004860-5.
Дополнительная литература 5. Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. Теория автоматического управления: Учебник для вузов (гриф)- 4-е изд.,стер. - М.: Высшая школа, 2003. - 268с.: ил. - Список лит.:с.265. ISBN 5-06-003953-6.
6. Харин А.А., Коленский И.Л., Пущенко Н.Н. и др. Управление инновациями: Учебное пособие (гриф): В 3 т. Кн.3 : Базовые компоненты управления инновационными процессами - М.:
Высшая школа, 2003. - 240с. - ISBN 5-06-004697-4.
7. Баркин А.И., Воронов Е.М., Курдюков А.П. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник для вузов (гриф): В 5 т. Т.4 : Теория оптимизации систем автоматического управления. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 744с. - ISBN 5-7038-2192-4.
8. Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов (гриф) - М.: Высшая школа, 1997. - 240с.: ил. - Библиогр.:с.237-238. - ISBN 5-06-002642-6.
«