Рабочая программа По дисциплине "Теория оптимального управления" Для специальностей 220400 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем"
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине "Программирование на языке высокого уровня" для специальности, 137.39kb.
- Рабочая программа для специальности: 220400 Программное обеспечение вычислительной, 133.96kb.
- Рабочая программа по дисциплине Архитектура вычислительных систем Для специальности, 122.63kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Информатика» для специальности 230105(220400) «Программное, 259.13kb.
- «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», 1790.14kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Программное обеспечение сетей эвм» Для специальности, 72.13kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Вычислительная математика" для специальности 230105, 201.66kb.
- Рабочая программа по дисциплине Математическая логика и теория алгоритмов для специальности, 135.74kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Сети ЭВМ и телекоммуникации» Для специальности, 95.71kb.
- Рабочая программа, 140.12kb.
Министерство образования Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
| | УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе М.Т. Решетников 2004 г. |
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
По дисциплине “Теория оптимального управления"
Для специальностей 220400 "Программное обеспечение
вычислительной техники и автоматизированных систем"
Факультет систем управления
Профилирующая кафедра Автоматизированных систем управления
Учебный план набора 2001 года
курс четвертый
семестр восьмой
лекции 32 час. экзамен 8 семестр
практические занятия - 32 час.
лабораторные занятия - нет
самостоятельная работа 62 час.
всего часов 126
2004
Рабочая программа по дисциплине составлена с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего и профессионального образования “Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 220400”, утвержденного 04.11.96 г.
Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры АСУ,
протокол N 6 от " 24 " ноября 2004 г.
Разработчик
Доцент кафедры АСУ А.А.Шелестов
Зав. обеспечивающей
каф.АСУ А.М.Кориков
Рабочая программа согласована с факультетом, профилирующей и выпускающей кафедрой специальности
Декан
факультета систем управления Н.В.Замятин
Зав. профилирующей кафедрой АСУ А.М.Кориков
^ 1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ И ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Дисциплина “Теория оптимального управления" является дисциплиной по выбору федеральной компоненты цикла “^ Общепрофессиональные дисциплины”.
Дисциплина “Теория оптимального управления" читается в 8 семестре и предусматривает: чтение лекций, практические занятия, выполнение контрольных работ, самостоятельную работу. Изучение дисциплины завершается экзаменом.
^ ЦЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ - ознакомить студентов с основными положениями теории оптимального управления, основными методами анализа и синтеза непрерывных и дискретных систем управления, особенностями применения ЭВМ в системах управления.
^ ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ состоят в том, что в результате ее изучения студенты должны:
– иметь представление об использовании основных положений теории оптимального управления в различных областях науки и техники;
– знать и уметь использовать основные положения теории оптимального управления, основные методы анализа и синтеза линейных непрерывных и дискретных систем управления;
– иметь опыт по расчету основных характеристик систем автоматического управления (СОАУ) в установившехся и переходных режимах работы.
Настоящей дисциплине должно предшествовать изучение дисциплин :
«Организация и функционирование ЭВМ», «Архитектура вычислительных сетей и систем», «Системный анализ», «Методы оптимизации».
^ 2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 Лекции
Тема 1 Основные понятия теории управления
Лекции – 2 часа, самостоятельная работа – 2 часа
Становление и развитие теории регулирования и управления. Общие принципы системной организации. Основные понятия и определения теории оптимального управления. Структура системы управления. Основные составные части управляющего объекта. Классификация автоматических и автоматизированных систем управления. Виды управления. Принципы управления Классификация и форма представления моделей объектов и систем управления.
Тема 2 Автоматическое управление непрерывными линейными системами
^ Лекции –6 часов, самостоятельная работа – 8 часа
Основные характеристики непрерывных линейных систем. Характеристики стационарных линейных систем, описываемых дифференциальными уравнениями (ДУ). Формы записи ДУ. Понятие пространства состояний. Описание движения в пространстве состояний. Преобразование описания динамических процессов из классической формы к пространству состояний. Наблюдаемость, идентифицируемость, управляемость.
Определение характеристик соединений линейных систем. Устойчивость линейных и линеаризованных систем управления. Оценка качества переходных процессов. Линейные законы регулирования и управления. Коррекция динамических свойств систем управления. Элементы теории инвариантности.
Тема 3 Элементы теории автоматического управления непрерывными
нелинейными системами
^ Лекции - 4 часов, самостоятельная работа – 8 часов
Виды и особенности нелинейных систем. Методы линеаризации. Методы припасовывания и точечного преобразования. Устойчивость нелинейных систем. Критерий абсолютной устойчивости.
Тема 4 Автоматическое управление дискретными системами
^ Лекции – 6 часов, самостоятельная работа – 10 часов
Понятие о дискретных системах автоматического управления. Характеристики дискретных линейных систем. Импульсные стационарные системы управления. Устойчивость дискретных линейных систем. Дискретные нелинейные системы. Особенности систем автоматического управления с ЭВМ. Использование микропроцессоров и микроЭВМ в системах управления. Особенности математического описания систем управления с ЭВМ. Пример преобразования описания дискретной системы из классической формы к двумерному пространству состояний.
Тема 5 Некоторые общие методы теории оптимального управления
^ Лекции – 6 часов, самостоятельная работа – 12 часов
Критерии оптимизации управления. Вариационное исчисление и задачи оптимизации систем управления. Принцип максимума. Динамическое программирование. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов. Модальное управление.
Тема 6 Адаптивное автоматическое управление
^ Лекции – 4 часа, самостоятельная работа – 4 часа
Классификация адаптивных систем управления. Управление с идентификацией. Беспоисковые системы прямого адаптивного управления. Беспоисковое адаптивное управление с неявной эталонной моделью. Беспоисковое адаптивное управление на основе эталонной модели. Адаптивное управление, основанное на методе рекуррентных целевых неравенств. Экстремальное управление.
Тема 7 Интеллектуальные системы управления
^ Лекции – 2 часа, самостоятельная работа – 10 часа
Эволюция систем автоматического и автоматизированного управления. Предпосылки создания интеллектуальных управляющих систем. Принципы организации интеллектуальных управляющих систем. Общая концептуальная структура интеллектуальной управляющей системы. Определение степени интеллектуальности. Интеллектуализация систем управления роботами. Экспертные системы для управления интеллектуальными роботами. Применение методов искусственного интеллекта и экспертных систем в АСУ.
Тема 8 Анализ экономических систем с позиций системного анализа и теории управления
^ Лекции – 2 часа, самостоятельная работа – 8 часов
Экономическая система с позиций системного анализа и теории управления. Первичные элементы экономической системы и их классификация. Свойства и взаимосвязи первичных элементов экономической системы. Структура предприятия с позиций теории управления. Критерии оптимальности управления первичными элементами, подсистемами и экономической системой в целом. Экономический механизм реализации оптимального управления.
Всего часов лекций – 32, часов самостоятельной работы – 62.
2.2 Практические занятия
-
1
Знакомство с ПП моделирования «CLASSIC». Исследование характеристик типовых динамических звеньев систем управления
8 часов
2
Частотные характеристики стационарных систем
6 часов
3
Устойчивость и качество стационарных систем оптимального управления
10 часов
4
Синтез и оптимизация линейных САУ
8 часов
Всего часов практических занятий – 32.
2.3 Самостоятельная работа
-
№ п/п
Наименование работы
Кол. Час.
Форма контроля
1
Проработка лекционного материала
14
Экзамен
2
Подготовка к практическим занятиям
8
Опрос на занятиях. Проверка домашних работ.
3
Подготовка и проработка теоретического материала для выполнения контрольных работ
16
Оценка выполненных контрольных работ.
4
Изучение тем теоретической и практических частей, отводимых на самостоятельную проработку
24
Опрос. Оценка качества выполненных работ.
Всего часов отводимых на самостоятель - 62
ную работу на дисциплину по учебному
плану
^ 3 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
3.1 Основная литература
1. Кориков А.М. Основы теории управления: Учебное пособие. В 2-х частях. Ч. 1. – Томск: ТУСУР, 1999. – 190 с.
2. Кориков А.М. Основы теории управления: Учебное пособие. В 2-х частях. Ч. 2. – Томск: ТУСУР, 2000. – 205 с.
3.2 Дополнительная литература
1. Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов.- Спб: Политехника, 1998. - 245 с.
2. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учебн. пособие для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит, 1989. - 304 с.
3. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления: Учебн. пособ. - 2-е изд. стер. - М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 256 с.
4. Юревич Е.И. Теория автоматического управления : Учебник для втузов. - Л.: Энергия, 1969. - 375 с.: - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1975. - 714 с.
5. Фельдбаум А.А., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит, 1971. - 744 с.
6. Справочник по теории автоматического управления // Под. ред. А.А.Красовского. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 712 с.
7. Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1968. - 400 с.
8. Теория управления. Терминология. Вып. 107. - М.: Наука, 1988. - 56 с.
9. Айзерман М.А. Краткий очерк становления и развития классической теории регулирования и управления // Автоматика и телемеханика, 1993, № 7, с. 6-18.
10. Тимофеев А.В., Юсупов А.В. Интеллектуализация систем автоматического управления // Изв. РАН. Техн. кибернетика, 1994, № 5, с. 211-224.
11. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Книга 3. Часть 1. Теория нестационарных, нелинейных и самонастраивающихся систем автоматического регулирования // Под.ред. В.В.Солодовникова. - М.: Машиностроение, 1969. - 607 с.
12. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Книга 3. Часть 2. Теория нестационарных, нелинейных и самонастраивающихся систем автоматического регулирования // Под.ред. В.В.Солодовникова. - М.: Машиностроение, 1969. - 367 с.
13. Растригин Л.А. Системы экстремального управления. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1974. - 632 с.
14. Неймарк Ю.И. Динамические системы и управляемые процессы. - М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978. - 336 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Применение рейтинговой системы
Курс 4, семестр 8
Контроль обучения – экзамен.
Максимальный семестровый рейтинг 120 баллов.
^ Соответствие между рейтингом и экзаменационной оценкой
Менее 60 баллов – не допускается к экзаменам.
Рейтингу 60-79 соответствует оценка «удовлетворительно».
Рейтингу 80-99 баллов соответствует оценка «хорошо».
Рейтингу 100-120 баллов соответствует оценка «отлично».
В течение семестра необходимо выполнить 4 контрольные работы.
Максимум за своевременную выполненную контрольную работу и их защиту начисляется 80 баллов (4 работы 20 баллов = 80 баллов). Если работы не выполняются в срок, то их выполнение остается необходимым для получения зачета, но баллы за них не начисляются.
^ Правила оценивания контрольных работ. Отчёт о контрольной работе должен быть своевременно сдан преподавателю и защищён на следующем занятии. Величина снижения оценки определяется преподавателем индивидуально. Мотивы снижения оценки и соответствующие максимальные значения s:
- задание выполнено частично 10;
- неполный отчёт 5;
- неуверенная защита 10.
Если отчёт не сдан в срок по неуважительной причине, то контрольная работа считается не выполненной. Для допуска к экзамену она должна быть выполнена, но баллы за неё не начисляются.
Посещение лекций по лямбда–исчислению (16 лекций) = 20 баллов
Баллы дополнительно начисляются:
– посещение лекций: 0,5 балла за каждую лекцию. Итого: до 12 баллов.
– творческие моменты при решении контрольных заданий: 10% от рейтинга работы. Итого: до 8 баллов.
Баллы снимаются:
– отсутствие на лекции без уважительной причины: минус 1 балл за каждую лекцию. Итого: до 20 баллов.
– при защите контрольных работ студент не может объяснить ход выполнения работы и суть используемых алгоритмов.
До первой контрольной точки студент должен набрать не менее 30 баллов.