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 «_»_2011 г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Основы теории управления (наименование дисциплины) по направлению 230100 62 - Информатика и вычислительная техника Форма обучения: очная Уровень подготовки: бакалавр Курс (семестр): IV курс (7 семестр) г. Дубна, 2011 г.

1. Выписка из ГОС ВПО Рабочая программа дисциплины «Основы теории управления», которая относится к циклу дисциплин направления федерального компонента, согласно ГОС ВПО по направлению 230100 – Информатика и вычислительная техника, квалификация – бакалавр техники и технологии, регистрационный номер 35 тех/бак, утверждённого 13 марта опирается на дидактические единицы, приведенные в таблице:

ДН(М).Ф.6 Основы теории управления:

управление и информатика; общие принципы системной организации; устойчивость, управляемость и наблюдаемость; инвариантность и чувствительность систем управления; математические модели объектов и систем управления; формы представления моделей; методы анализа и синтеза систем управления; цифровые системы управления; использование микропроцессоров и микроЭВМ в системах управления; особенности математического описания цифровых систем управления, анализа и синтеза систем управления с ЭВМ в качестве управляющего устройства; программная реализация алгоритмов управления в цифровых системах.

2.Аннотация Курс “Основы теории управления” является начальным и базовым курсом в последовательности учебных дисциплин, использующих понятие управление в сложных системах различной природы: теория систем и системный анализ, теория организации, теория принятия управленческих решений и др. Курс базируется на компетенциях, приобретенных студентами при изучении предшествующих дисциплин - математический анализ, линейная алгебра, методы оптимизации, программирование на языках высокого уровня, компьютерные технологии динамических систем, моделирование систем.

3.Цели и задачи дисциплины Цель курса – освоить студентом основные принципы, типы, способы и формы управления в технических, эргатических, организационных и производственных системах.

4.Требования к уровню усвоения содержания дисциплины.

а) Требования к уровню необходимых исходных знаний (указать в виде знаний, умений, навыков).

Для успешного освоения данной учебной дисциплиной студент должен обладать определенной математической и информационной культурой.

Курс “Основы теории управления и организация и планирование производства” базируется на знаниях, полученных обучаемыми в курсах математического анализа, высшей алгебры, теории вероятности и математической статистики, дискретной и вычислительной математики, методах оптимизации и исследования операций.

Студенту необходимо иметь представление о математическом и системном моделировании. Обладать навыками компьютерных технологий анализа динамических систем. Необходимо знание и умение в создании и исследовании моделей технических и организационных систем.

Студент должен обладать навыками работы с оффисными пакетами, уметь программировать на каком либо алгоритмическом языке и работать в той или иной среде программирования.

б) Требования к уровню освоения содержания дисциплины (указать в виде знаний, умений, навыков).

После изучения дисциплины студент должен:

знать основные принципы, способы, типы, формы, задачи и функции управления, уметь выявлять потоки информации, необходимые для организации процесса управления в системах независимо от их происхождения, обладать навыками анализа и синтеза систем управления, представлять круг задач, решение которых необходимо для автоматизации управленческих процессов, быть знакомым со структурой управления в организации, владеть терминологией, применяемой специалистами-управленцами.

5. Объём дисциплины и виды учебной работы.

Общая трудоемкость Аудиторные занятия:

Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа:

Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Вид итогового контроля (зачет, экзамен) 6. Содержание программы.

Разделы дисциплины и виды занятий системами. Основы оптимального организационных и производственных управления производством Содержание разделов дисциплины 1. Наука об управлении: цели, задачи. Терминология. Управление и информатика.

Теория управления как составная часть кибернетики. Предмет и метод теории управления.

Основные понятия и задачи. Цели теории управления. Основные методы управления.

Основные типы управляемых систем.

2. Основные принципы управления. Информационная сущность управления.

Сложность и управление. Принцип необходимого разнообразия Эшби. Управляемые системы: технические, эргатические, организационные. Структура и элементы управляемой системы: объект управления, субъект (система, устройство) управления.

Целевые установки, управляющие воздействия, связь, каналы связи. Понятие о контуре управления. Управляемая система и окружающая среда. Детерминированные и стохастические процессы в управляемой системе. Общие принципы системной организации. Устойчивость, управляемость и наблюдаемость.

3. Управление в технических системах. Системы с обратной связью. Задачи слежения и регулировки (стабилизации). Регулятор. Типы регуляторов. Основное уравнение теории автоматического регулирования. Компенсационное управление. Передаточная функция и пропускная способность регулятора. SCADA и DCS технологии как основа автоматизации систем управления технологическими процессами. Моделирование систем автоматического регулирования. Модель объекта управления: уравнение “вход- выход”.

Модель устройства управления. Воздействие окружающей среды. Переходные и стационарные процессы в системе автоматического регулирования. Требование устойчивости невозмущенного состояния объекта управления. Инвариантность и чувствительность систем управления. Математические модели объектов и систем управления. Формы представления моделей. Методы анализа и синтеза систем управления. Формы представления моделей. Использование микропроцессоров и микроЭВМ в системах управления. Особенности математического описания цифровых систем управления, анализа и синтеза систем управления с ЭВМ в качестве управляющего устройства. Программная реализация алгоритмов управления в цифровых системах.

4. Динамическая система как метод описания поведения управляемых систем.

Постановка задачи управления в стохастическом случае. Виды управления: непрерывное и импульсное. Общая постановка задачи синтеза оптимального управления. Близость с задачами вариационного исчисления. Уравнение Эйлера как необходимое условие экстремума функционала. Постановка задачи о синтезе оптимального управления на примере управления движением материальной точкой. Задача о быстродействии, задача о максимизации пройденного пути. Ограничения на управляющие воздействия. Возможное и допустимое управление. Синтез управления. Эвристический подход. Алгоритмическое представление принципа максимума Понтрягина. Функция Гамильтона – Понтрягина.

Кривая переключения. Синтез оптимального программного управления и оптимального управления по принципу обратной связи в задаче управления движением материальной точкой. Принцип максимума в задаче об оптимальном планировании. Развитие принципа максимума Понтрягина в случае стохастических управляемых систем и в случае импульсного управления. Принцип динамического программирования Беллмана.

5. Человек как элемент системы управления. Функции оператора в человекомашинных системах управления. “Человеческий фактор” в управлении. Автоматизация управления. Проблема надежности систем управления. Дублирование элементов системы управления как способ повышения надежности.

6. Повторение основных положений курса 7. Лабораторный практикум, практические занятия(семинары).

Лабораторный практикум по дисциплине не предусмотрен.

Темы практических (семинарских) занятий приводятся в таблице №п/п № раздела Наименование практических занятий (семинаров) 1. Пп 1. Обсуждение основных терминов и понятий теории управления.

Элементы управляемой системы, примеры управляемых систем.

2. Пп 1. Механизмы реализация управления: способы управления.

3. Пп 2. Задача анализа управляемой системы.

4. Пп 2. Постановка задачи об управлении механическим осциллятором.

5. Пп 2. Информация и управление. Сколько единиц информации 6. Пп 3. Задача об управлении материальной точкой. Управление по 7. Пп 4. Обсуждение понятия оптимальное управление. Задача об 8. Пп 4. Динамическое программирование. Задача о расчетливом 9. Пп 4. Сравнение методик получения оптимального управления, 10. Пп 5. Задача о преподавателях и ученых. Метод проб и ошибок как 11 Пп 5. Обсуждение проблем управления эргатическими системами.

12. Пп 6. Постановка задачи об ”управлении” лужайкой.

13. Пп 6. Методы планирования в организациях.

14. Пп 6. Оптимизация и управление на производстве.

16. Пп 7. Классы информационных систем управления производством.

17 Подведение результатов семинарских занятий.

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

Основная литература 1. Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении: Учебное пособие для вузов / Анфилатов Владимир Семенович, Емельянов Александр Анатольевич, Кукушкин Александр Антонович; Под ред. А.А.Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2009. с.: ил. - Крат.слов.терм.:с.347.-Предм.указ.:с.353.-Список сокр.:с.357.

2. Савин М.М. Теория автоматического управления: Учебное пособие для вузов / Савин Михаил Михайлович, Елсуков Владимир Сергеевич, Пятина Ольга Николаевна; Под ред. В.И.Лачина. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 469с.: ил. - (Высшее образование). Лит.:с.460.

3. Афанасьев В.Н. Динамические системы управления с неполной информацией.

Алгоритмическое конструирование / Афанасьев В.Н. - М.: КомКнига, 2007. - 216с. Лит.:с.202.

Дополнительная литература 1. Бугров А.Н. Основы теории управления: Учебное пособие / Бугров Алексей Николаевич, Добрынин Владимир Николаевич; Международный университет природы, общества и человека "Дубна". Кафедра системного анализа и управления.

- Дубна: Международный университет природы, общества и человека "Дубна", 2. Васильев В.И. Интеллектуальные системы управления: Учебное пособие / Васильев Владимир Иванович, Ильясов Барый Галеевич. - М.: Радиотехника, 2009.

- 392с.: ил. - Лит.:387.

3. Новиков Д.А. Теория управления организационными системами / Новиков Дмитрий Александрович; Рец. В.Н.Бурков и др. - М.: Московский психологосоциальный институт, 2005. - 584с. - Прил.:с.457-574.-Лит.:с.575-580.

Авторские методические разработки.

Авторские методические рекомендации по организации изучения дисциплины приведены в учебном пособии [1].

Технические и электронные средства обучения, иллюстрированные материалы.

Для читаемой дисциплины имеется электронный дистанционный курс, доступный через сервер отдела дистанционного обучения университета.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

(специализированные лаборатории и классы, приборы, установки, стенды).

Для проведения семинарских занятий необходим компьютерный класс, оснащенный персональными компьютерами с установленным на них программным обеспечением: Операционной системой Windows XP, офисным программным обеспечением MS Office, Visual Basic, средой программирования Delphi, C++. Для поведения лекций необходима лекционная аудитория, снабженная устройствами для проецирования компьютерных презентаций на экран.

10.Формы контроля, перечень выносимых на экзамен вопросов.

Ниже приводится полный список вопросов, выносимых на экзамен.

1. Теория управления как составная часть кибернетики. Понятие об управляемых 2. Примеры управляемых систем.

3. Предмет и метод теории управления.

4. Основные понятия и задачи. Цели теории управления.

5. Задачи и функции управления.

6. Типы управления динамическими системами: непрерывное и импульсное.

Иллюстрация типов управления на задаче управления материальной точкой.

7. Виды управления динамическими системами: детерминированное и управление с учетом стохастических факторов.

8. Динамическая система как метод описания поведения управляемых систем.

9. Основные типы управляемых систем.

10. Основные принципы управления.

11. Способы управления.

12. Принципы, способы, типы, формы управления.

13. Свойства управляемых систем.

14. Структура и элементы управляемой системы: объект управления, субъект (система, устройство) управления.

15. Целевые установки, управляющие воздействия, связь, каналы связи.

16. Понятие о контуре управления.

17. Модель связи Клода Шеннона.

18. Ограничения на управляющие воздействия. Возможное и допустимое управление. Иллюстрация на задаче управления материальной точкой.

19. Задачи и функции управления.

20. Критерии и показатели в управлении.

21. Управляемая система и окружающая среда. Их взаимодействие.

22. Детерминированные и стохастические процессы в управляемой системе.

23. Сложность и управление.

24. Принцип необходимого разнообразия Эшби.

25. Информационная сущность управления.

26. Информация и управление. Свойства информации. Энтропия как мера разнообразия. Примеры управляемых систем.

27. Человек как “биологический автомат”.

28. Управляемые системы: технические, эргатические, организационные. Примеры, сходства и отличия.

29. Управление в технических системах. Системы с обратной связью. Примеры управляемых систем.

30. Модель объекта управления: уравнение “вход- выход”. Модель устройства управления. Воздействие окружающей среды.

31. Регулятор. Типы регуляторов.

32. Пропорциональный регулятор.

33. Дифференциальный регулятор.

34. Интегральный регулятор.

35. Задачи слежения и регулировки (стабилизации).

36. Уравнение в вариациях- основное уравнение теории автоматического регулирования. Компенсационное управление. Передаточная функция и пропускная способность регулятора.

37. Автоматизация управления.

38. Управление в эргатических системах – общая характеристика.

39. Управление в организационных системах – общая характеристика.

40. Понятие об обобщенном управленческом цикле в организации. Понятие об управленческом решении.

41. Понятие об информационных системах управления производством.

42. SCADA и DCS технологии как основа автоматизации систем управления технологическими процессами.

43. Ситуационное управление. Логико-лингвистические модели в управлении.

44. Постановка задачи управления в стохастическом случае.

45. Общая постановка задачи синтеза оптимального управления.

46. Принцип максимума Понтрягина. Общее описание.

47. Алгоритмическое представление принципа максимума Понтрягина.

48. Синтез оптимального программного управления в задаче управления движением материальной точкой.

49. Синтез оптимального управления по принципу обратной связи в задаче управления движением материальной точкой.

50. Структурная схема гипотетического управляющего устройства движением материальной точкой по принципу обратной связи.

51. Формы управления: оптимальное и допустимое управление.

52. Принцип оптимальности Беллмана. Уравнение динамического программирования для дискретной динамической системы.

53. Многошаговый процесс управления. Принцип динамического 54. Постановка задачи управления динамическими системами в случае импульсного управления. Уравнение Беллмана.

Пример экзаменационного билета _ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образование Международный университет природы, общества и человека “Дубна” Специальность: «Информатика и вычислительная техника»

Дисциплина: Основы теории управления 1. Модель связи Клода Шеннона.

2. Принцип оптимальности Беллмана. Уравнение динамического программирования для дискретной динамической системы.

_ 1. Тематика курсовых проектов или курсовых работ, рефератов, эссе, выпускных квалификационных работ.

Курсовые проекты или курсовые работы по данной дисциплине не предусмотрены.

2. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН (РАБОЧАЯ ПРОГРАММА)

кафедра системного анализа и управления направление 230100 62 Информатика и вычислительная техника курс 4 семестр 7 2011/ уч. года Номер 11 нед 10 ноя Принцип максимума в задаче об [1], Тема 4. Управление в эргатических Опрос Обсуждение результатов, полученных при управлении Числитель - аудиторные занятия, знаменатель - самостоятельное изучение Учебная литература (обязательная) 1 Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении: Учебное пособие для вузов / Анфилатов Владимир Семенович, Емельянов Александр Анатольевич, Кукушкин Александр Антонович; Под ред. А.А.Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 368с.: ил. - Крат.слов.терм.:с.347.Предм.указ.:с.353.-Список сокр.:с.357.

2 Савин М.М. Теория автоматического управления: Учебное пособие для вузов / Савин Михаил Михайлович, Елсуков Владимир Сергеевич, Пятина Ольга Николаевна; Под ред. В.И.Лачина. Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 469с.: ил. - (Высшее образование). - Лит.:с.460.

3 Афанасьев В.Н. Динамические системы управления с неполной информацией. Алгоритмическое конструирование / Афанасьев В.Н. - М.: КомКнига, 2007. - 216с. - Лит.:с.202.

Учебная литература (дополнительная) 1 Бугров А.Н. Основы теории управления: Учебное пособие / Бугров Алексей Николаевич, Добрынин Владимир Николаевич; Международный университет природы, общества и человека "Дубна".

Кафедра системного анализа и управления. - Дубна: Международный университет природы, общества и человека "Дубна", 2004. - 24с.

2 Васильев В.И. Интеллектуальные системы управления: Учебное пособие / Васильев Владимир Иванович, Ильясов Барый Галеевич. - М.: Радиотехника, 2009. - 392с.: ил. - Лит.:387.

3 Новиков Д.А. Теория управления организационными системами / Новиков Дмитрий Александрович;

Рец. В.Н.Бурков и др. - М.: Московский психолого-социальный институт, 2005. - 584с. - Прил.:с.457Лит.:с.575-580.

Дата....1 сентября 2011 г