МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И.Ленина

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФЗВО Дюповкин Н.И..

«» _2012 м.п.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ИДЕНТИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ »

Направление подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника Инженер Специальность 140604 «Электропривод и автоматика Квалификация (степень) выпускника промышленных установок и технологических комплексов»

Профиль подготовки Электропривод и автоматика Форма обучения заочная (очная, заочная и др.) “Электропривод и автоматизация промышленных установок” (ЭП Выпускающая кафедра и АПУ) Кафедра-разработчик рабочей программы ЭП и АПУ Практич. Лаборат. Курсовое Трудоем-кость / Лекций, СРС, Форма контроля занятий, работ, проектиСеместр час. час. час (экз./зачет) час. час. рование – зачет 10 32 4 – зачет ИТОГО: 32 4 Иваново Программа дисциплины (РПД) составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника с учетом рекомендаций Пр ООП по профилю подготовки «Электропривод и автоматика»

Программу составил:

Кафедра Электропривода и автоматизации промышленных установок.

к.т.н., доцент Пруднов А.В.

Рецензент(ы):

(для дисциплин общенаучного цикла – выпускающие кафедры, для дисциплин профессионального цикла – представители работодателей) Программа одобрена на заседании кафедры Электропривода и автоматизации промышленных установок (протокол № от _ 20_ г.) Председатель цикловой методической комиссии электромеханического факультета Морозов Н.А., доцент

СОДЕРЖАНИЕ

Разделы рабочей программы Цели освоения дисциплины 1.

Место дисциплины в структуре ООП ВПО 2.

Структура и содержание дисциплины 3.

Формы контроля освоения дисциплины 4.

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 5.

Материально-техническое обеспечение дисциплины 6.

Приложения к рабочей программе дисциплины Приложение 1. Аннотация рабочей программы Приложение 2. Технологии и формы преподавания Приложение 3. Технологии и формы обучения Приложение 4. Оценочные средства и методики их применения Приложение 5. Билеты для зачета по курсу

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины являются следующие результаты образования (РО):

знания на уровне представлений:

методов идентификации систем управления на уровне воспроизведения:

- методов идентификации систем управления;

на уровне понимания:

-основных методов идентификации систем управления, Умения теоретические:

- пользоваться известными методами идентификации систем управления и технических систем;

практические:

- выполнять экспериментальные исследования по принятой методике и обрабатывать их результаты;

- выбирать и использовать необходимые технические средства для проведения экспериментов.

Перечисленные РО являются основой для формирования следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО и требованиями к результатам освоения основной образовательной программы (ООП)):

а) общекультурных компетенций:

– способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно–производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК–2);

– способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК–6);

б) профессиональных компетенций:

– способностью и готовностью применять современные методы исследования проводить технические испытания (ПК-6) – способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ПК-7);

- способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13);

– готовностью эксплуатировать, проводить испытания и ремонт технологического оборудования электроэнергетической и электротехнической промышленность (ПК-18);

- способностью разработки планов, программ и методик проведения испытаний электротехнических и электроэнергетических устройств и систем (ПК-22);

- способностью определять эффективные производственно-технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);

- способностью самостоятельно выполнять исследования для решения научноисследовательских и производственных задач с использованием современной аппаратуры и методов исследования свойств материалов и готовых изделий при выполнении исследований в области проектирования (ПК-38);

- способностью оценивать риск и определять меры по обеспечению безопасности разрабатываемых новых технологий, электроэнергетических объектов и электротехнических изделий (ПК-39);

';

- готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-40);

- готовностью представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-41);

– способностью к наладке и опытной проверке электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-46).

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина «Идентификация систем управления» относится к профессиональному циклу дисциплин. Необходимыми условиями для освоения дисциплины являются:

знание основ курса «Электрические машины», «Теория электропривода», «Электрические и электронные аппараты», «Силовая электроника», «Электроника», «Компьютерное и микропроцессорное управление в электроприводе», «Теория автоматического управления», «Моделирование электропривода», «Элементы систем автоматики», «Векторное управление электроприводами»;

умение разрабатывать математические модели как сложных систем электроприводов постоянного и переменного тока, в том числе с векторным управлением координат, анализировать работу электропривода в системе управления технологическими параметрами; давать оценку влиянию внешних возмущений и устранять их, так и других электротехнических объектов владение методами компьютерного моделирования систем автоматизированных электроприводов, методами их анализа и синтеза; методами экспериментальных исследований и отработки их результатов; методами микропроцессорной реализации алгоритмов управления электроприводами.

Содержание дисциплины является логическим продолжением дисциплин «Электрические машины» (Б.3.1.1.2), «Электрические и электронные аппараты» (Б.3.1.2.3), «Теория автоматического управления» (Б.3.1.2.2), «Теория электропривода» (Б.3.2.2.4), «Компьютерное и МП - управление в электроприводе» (Б.3.2.2.1), «Моделирование электропривода» (Б.3.2.2.2), «Системы управления электроприводом» (Б.3.2.2.5), «Векторное управление электроприводами» (Б.3.2.2.7).

В таблице приведены предшествующие и последующие дисциплины, направленные на формирование компетенций, заявленных в разделе «Цели освоения дисциплины».

Наименование компетенции Предшествующие дисциплины Последующие дисциплины п/п Общекультурные компетенции ному обучению новым методам учного и научно– производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК–2) приобретать и использовать в практической деятельности ноления (Б.3.1.2.2) вые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК–6) Профессиональные компетенции способностью и готовностью исследования проводить техниБ.3.2.2.13) ческие испытания (ПК-6) ды создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13) тие конкретного технического решения (ПК-14) готовностью эксплуатировать, проводить испытания и ремонт технологического оборудования электроэнергетической и электротехнической промышленность (ПК-18) нов, программ и методик протока (Б.3.2.2.7) ведения испытаний электротехнических и электроэнергетических устройств и систем фективные производственноБ.3.2.2.14) технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23) способностью самостоятельно Прикладная механика (Б.3.2.1.3) Проектирование электроприЭлектрический привод вода и автоматики )Б.3.2.2.1) выполнять исследования для решения научно-исследовательских и производственных задач с использованием современной аппаратуры и методов исследования свойств чению безопасности разрабатываемых новых технологий, электроэнергетических объектов и электротехнических изделий (ПК-39) тические рекомендации по исБ.3.2.2.13) Системы управления опытной проверке электроБ.3.2.2.13) Системы управления

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

тельной программы № модуля образоваКурсовое проектиПрактические зараздела № разде- Объем, час Задачи идентификации динамических систем. Основные подходы к построению модели при идентификации. Математическая постановка задачи идентификации. Экспериментальное определение динамических характеристик звеньев автоматической системы регулирования (АСР) по временным характеристикам. Допущения при экспериментальном исследовании.

Идентификация динамических параметров системы электропривода в частотной области. Частотные характеристики звеньев АСР. Частотный метод определения динамических характеристик типовых звеньев (с использованием ЛАЧХ). Идентификация линейной системы по апроксимации ЛАЧХ.

3.4. Самостоятельная работа студентов Идентификация линейных процессов с помощью методов корреляционных функций Идентификация с помощью регрессионных методов Идентификация, основанная на последовательных регрессионных методах Идентификация методами стохастической аппроксимации и последовательного обучения.

Идентификация методом квазилинеаризации Идентификация методом инвариантного погружения Идентификация с использованием прогноза и градиентного метода

4. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Фонды оценочных средств, включающие типовые задания, контрольные работы, тесты и методы контроля, позволяющие оценить РО по данной дисциплине, включены в состав УМК дисциплины и перечислены в Приложении 4.

Критерии оценивания, перечень контрольных точек и таблица планирования результатов обучения приведены в Приложении 4.

5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Основная литература 1. Дейч, А.М. Методы идентификации динамических объектов / А.М. Дейч – М.: Энергия, 1979. – 240 с. – 3 экз.

2. Михайлов, О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков. / О.П. Михайлов– М.: Машиностроение, 1989. – 224 с. – 3 экз.

3. Сейфи, Э.П. Идентификация систем управления. / Эндрю П. Сейфи, Джеймс Л. Мелса. Наука, Главная редакция физико-математической литературы. – М., 1974. – 248 с. – 3 экз.

2. Дополнительная литература 1. Боев, Б.В. Идентификация и диагностика в информационно-управляющих системах авиакосмической энергетики / Б.В. Боев, В.В. Бугровский, М.П. Вершинин и др. – М.: Наука, 2. Современные методы идентификации систем: Пер. с англ. / Под ред. П. Эйкхоффа. – М.:

Мир, 1983. – 400 с.

3. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. 2-е изд. – М.: Наука, 1976. – 279.

4. Дехтяренко, П.И. Определение характеристик звеньев систем автоматического регулирования. / П.И. Дехтяренко, В.П. Коваленко – М.: Энергия, 1973. – 120 с.

5. Райбман Н.С. Построение моделей процессов производства. / Н.С. Райбман, В.М. Чадеев – М.: Энергия, 1975.

6. Растригин, Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. / Л.А. Растригин – М.: Сов. радио, 1980. – 232 с.

7. Перельман, Н.И. Оперативная идентификация объектов управления. / Н.И. Перельман– М.:

Энергоиздат, 1982. – 276 с.

8. Александровский, Н.М. и др. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами. / Н.М. Александровский и др. – М.: Энергия, 1973. – 272 с.

9. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии: 4-е изд. / В.В. Кафаров– М.: Химия, 1985. – 448 с.

10. Гроп, Д. Методы идентификации систем. / Д.Гроп – М.: Мир, 1979. – 302 с.

11. Пруднов, А.В. Идентификация систем управления. Метод. указания по курсу / А.В. Пруднов. – Иваново, ИГЭУ; 2008. – 60 с. – 150 экз.

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия:

- аудитория, оснащенная презентационной техникой (проектор, экран, компьютер/ ноутбук).

- учебно-методическая литература.

- комплект электронных презентаций/слайдов, используемых по мере необходимости с переносными проектором, экраном и ноутбуком;

-комплект контурных рисунков.

«Диагностика и идентификация технических систем» (М2.В.ДВ.2.2) Дисциплина «Диагностика и идентификация технических систем» является частью профессионального цикла дисциплин обучения студентов по направлению подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника, профиль подготовки « Электропривод и автоматика».

Дисциплина реализуется на электромеханическом факультете кафедрой электропривода и автоматизации промышленных установок и нацелена на формирование у выпускника а) общекультурных компетенций:

– способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно–производственного профиля своей профессиональной деятельности, к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК–2);

– способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК–6);

б) профессиональных компетенций:

– способностью и готовностью применять современные методы исследования проводить технические испытания (ПК-6) – способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ПК-7);

способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13);

– готовностью эксплуатировать, проводить испытания и ремонт технологического оборудования электроэнергетической и электротехнической промышленность (ПК-18);

- способностью разработки планов, программ и методик проведения испытаний электротехнических и электроэнергетических устройств и систем (ПК-22);

- способностью определять эффективные производственно-технологические режимы работы объектов электроэнергетики и электротехники (ПК-23);

- способностью самостоятельно выполнять исследования для решения научноисследовательских и производственных задач с использованием современной аппаратуры и методов исследования свойств материалов и готовых изделий при выполнении исследований в области проектирования (ПК-38);

- способностью оценивать риск и определять меры по обеспечению безопасности разрабатываемых новых технологий, электроэнергетических объектов и электротехнических изделий (ПК-39);

- готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-40);

- готовностью представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-41);

– способностью к наладке и опытной проверке электроэнергетического и электротехнического оборудования (ПК-46).

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с контролем и диагностикой технических систем, а также с идентификацией объектов и систем управления ими. Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: лекции, практические занятия, самостоятельную работу студентов, консультации.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий контроль успеваемости в форме письменной контрольной работы с одним практическим и одним теоретическим вопросами. Итоговый контроль осуществляется после изучения дисциплины в полном объеме.

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108 часов), лекции (10 часов),практические занятия (44 часа), самостоятельная работа студентов (54 часа), зачет.

ТЕХНОЛОГИИ И ФОРМЫ ПРЕПОДАВАНИЯ

Следует учесть, что данная учебная дисциплина связана с изучением методов идентификации систем управления. Можно рекомендовать следующие технологии преподавания предмета.

Лекция, открывающая конкретный раздел, должна включать в себя обзорную часть по теме, а далее продолжаться как проблемная лекция с постановкой основных изучаемых вопросов и путей их решения. По окончании раздела целесообразно сделать заключение в виде лекции-консультации или лекции-беседы, которая сняла бы недопонимание студентов сути проблемы или возникшие вопросы.

Преподавание дисциплины ведется с применением следующих видов образовательных технологий:

Информационные технологии: использование обычной учебной литературы, электронных образовательных ресурсов (Интернет) при подготовке к лекциям и практическим занятиям. В связи с большим разнообразием материала применяется информационная лекция с элементами проблемной и лекция-диалог, с использованием визуальной информации в виде слайдов, плакатов.

ТЕХНОЛОГИИ И ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Трудоемкость освоения дисциплины составляет 108 часа, из них 54 часа аудиторных занятий и 54 часа, отведенных на самостоятельную работу студента.

Рекомендации по распределению учебного времени по видам самостоятельной работы и разделам дисциплины приведены в таблице.

Контроль освоения дисциплины осуществляется в соответствии с Положением о системе РИТМ в ИГЭУ.

Самостоятельная работа 28 час.

Идентификация линейных процессов с помощью методов корреляционных функций Идентификация, основанная на последовательных регрессионных методах Идентификация методами стохастической аппроксимации и последовательного обуче- Дополнительная [ 10 ], Идентификация методом инвариантного погружения Идентификация с использованием прогноза и градиентного метода прогнозирования

ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА И МЕТОДИКИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Оценивание уровня результатов обучения студента осуществляется в виде текущего, промежуточного и рубежного (итогового) контроля в соответствии с ПОЛОЖЕНИЕМ о системе РИТМ в ИГЭУ.

Фонды оценочных средств, позволяющие оценить РО по данной дисциплине, включают в себя:

- комплект заданий теста входного контроля по, СУЭП находится в УМКД;

- комплект вопросов для проведения промежуточного контроля, а также билеты для проведения зачета по курсу находятся в УМКД.

Предусмотренный по данной дисциплине зачет может проводиться в устной или письменной форме в зависимости от конкретных условий данного семестра. Оценка знаний соответствует требованиям системы «РИТМ».

ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАЧЕТА

Задачи идентификации динамических систем. Основные понятия и определения курса.

Основные подходы к построению модели при идентификации.

Математическая постановка задачи идентификации Экспериментальное определение динамических характеристик звеньев автоматической системы.

5. Допущения при экспериментальном исследовании.

6. Идентификация параметров системы тиристорный преобразователь-двигатель по методике Е.К.Круга.

7. Идентификация динамических параметров электропривода в частотной области.

8. Частотный метод определения динамических характеристик типовых звеньев САР.

9. Идентификация линейной системы по аппроксимации ЛАЧХ.

10. Идентификация параметров системы электропривода с тиристорным преобразователем при использовании квадрата модуля частотной характеристики.

11. Идентификация с помощью обучающейся модели.