III. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА

АВТОМАТИКА радиотехнических устройств

I «Техника и технологии»

Учебная программа (рабочий вариант) для специальности:

Техническая эксплуатация авиационного оборудования»

Направление специальности

Техническая эксплуатация авиационного оборудования

(радиоэлектронное оборудование)»

Факультет гражданской авиации

Кафедра общетехнических дисциплин

Курс	- 3
Семестр	- 6
Лекции	- 40	Экзамен	- 6 семестр
Лабораторные занятия	- 32
Всего аудиторных часов по дисциплине	- 72
Всего часов по дисциплине	- 200	Форма получения высшего образования	- дневная

Составил А.Г.Капустин, кандидат технических наук

2008 г.

Учебная программа (рабочий вариант) составлена на основе учебной программы «Автоматика радиотехнических устройств», утвержденной 04.06.2008, регистрационный номер УД-ДТД._____ /уч.

Рассмотрена и рекомендована к утверждению в качестве рабочего варианта на заседании кафедры общетехнических дисциплин

___г., протокол № __

Заведующий кафедрой

___________ В.М.Синявский

Одобрена и рекомендована к утверждению Научно-методическим советом учреждения образования «Минский государственный высший авиационный колледж»

02.06.2008г., протокол № 9

Председатель

____________ А.А.Лапцевич

I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Цель преподавания дисциплины: сформировать у курсантов комплекс знаний необходимых для математического описания и исследования радиотехнических устройств и их применении при изучении специальных дисциплин, а также использовании в практической деятельности.

Задачи изучения дисциплины: дать курсантам знания теоретических основ автоматического управления, выделяя их специфику, раскрывая принципы соотношения методологии и методов познания; создать у курсантов теоретико-методический фундамент для овладения необходимым минимумом знаний по автоматику радиотехнических устройств, научить курсантов практически применять полученные знания при изучении специальных дисциплин, способствовать подготовке широко образованных, творчески и критически мыслящих специалистов.

В результате изучения дисциплины курсант должен знать:

роль автоматического управления в обеспечении безопасности полетов, основы теории автоматического управления, основы проектирования цифровых систем управления и их состав, методы анализа линейных систем автоматического управления при детерминированных и случайных воздействиях, преобразования структурных схем правила.

Курсант должен уметь:

составлять функциональную и структурную схемы системы управления, определять закон регулирования системы, определять передаточные функции системы по управляющему (задающему) и возмущающему воздействиям, проводить анализ устойчивости системы по критериям Гурвица и Найквиста, оценивать качество управления по переходным функциям.

быть ознакомлен:

с автоматическими системами, используемыми на современных воздушных судах, с перспективами использования систем автоматического управления на воздушных судах гражданской авиации.

Дисциплина базируется на изучении следующих дисциплин: «Высшая математика», «Физика», «Электротехника и электроника» и обеспечивает изучение таких дисциплин «Радионавигационные системы», «Системы связи», «Микропроцессорные устройства в РЭО», «Техническая эксплуатация РЭО», «Надежность и техническая диагностика РЭО», «Радиолокационные системы».

В соответствии с учебным планом учебная программа дисциплины «Автоматика радиотехнических устройств» рассчитана на 200 часов.

II. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Введение

Определение дисциплины и ее место в системе высшего инженерного авиационного образования. Структура, объем, цели и задачи дисциплины в системе подготовки инженера по направлению специальности 1-37 04 02-02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (радиоэлектронное оборудование)». Краткая история развития автоматики. Предмет теории автоматического управления и регулирования.

РАЗДЕЛ 1. Общие сведения о системах автоматического регулирования и управления.

ТЕМА 1.1. Общие сведения о САУ.

Понятие об автоматическом и автоматизированном управлении. Структурные схемы автоматических систем. Принцип регулирования по возмущению. Принцип регулирования по отклонению (ошибке). Системы прямого и непрямого регулирования. Статические и астатические системы. Одноконтурные и многоконтурные системы. Одномерные и многомерные системы. Непрерывные и дискретные системы. Линейные и нелинейные системы. Общие принципы математического описания САУ. Передаточная функция линейной системы (звена). Исследование функциональных и структурных схем систем автоматического регулирования. Типовые входные воздействия. Переходная характеристика. Весовая характеристика. Частотные характеристики. Логарифмические частотные характеристики.

Раздел 2. Линейные системы автоматического регулирования.

Тема 2.1. Линейные САР и их характеристики.

Определение и особенности элементарного звена. Классификация элементарных звеньев линейных САР. Уравнения и передаточные функции элементарных звеньев линейной САР. Временные характеристики и их анализ. Частотные характеристики и их анализ. Понятие установившихся и переходных режимов работы САР. Применение операционных методов для определения кривой процесса регулирования. Статическая характеристика. Исследование временных характеристик элементарных звеньев. Передаточные функции соединений звеньев. Правила перестановки однотипных звеньев. Правила приведения системы к одноконтурному виду. Исследование преобразований структурных схем. Передаточные функции САР по управляющему и возмущающему воздействиям. Передаточная функция САР для ошибки по возмущающему воздействию. Передаточные функции систем с несколькими входными сигналами. Исследование частотных характеристик динамических звеньев. Понятие об оценке качества регулирования Оценка точности регулирования, быстродействия, перерегулирования. Интегральные оценки качества регулирования. Условия и критерии устойчивости линейных систем. Анализ устойчивости по критериям Гурвица и Найквиста. Определение запасов устойчивости. Исследование устойчивости систем с обратной связью Законы регулирования и их особенности. Свойства систем с типовыми линейными законами регулирования. Основные понятия оптимального управления. Метод динамического программирования. Принцип максимума Л.С.Понтрягина.

ТЕМА 2.2. Стохастическая теория линейных систем.

Определение случайных сигналов. Корреляционные характеристики случайного сигнала. Задание случайных сигналов каноническими разложениями Случай входного сигнала, заданного корреляционными характеристиками. Случай входного сигнала «белый шум». Случай входного сигнала, заданного каноническим разложением. Определение математического ожидания. Определение корреляционной функции Определение стационарного случайного сигнала. Основные свойства корреляционной функции. Спектральная плотность стационарного случайного сигнала. Вычисление дисперсии стационарного выходного сигнала методом формирующего фильтра. Основные определения и понятия дискретных САР. Общая структура дискретной САР. Типовые дискретные операторы. ИУ – фиксатор. ИУ – сумматор. ИУ – линейный экстраполятор. ЦВМ, как ИУ общего типа Z – преобразование сигналов и функции. Z – преобразование числовой последовательности и дискретного сигнала. Z – преобразование непрерывного сигнала. Обратное Z – преобразование. Z- преобразование типовых непрерывных функций. W(Z) дискретных и непрерывных элементов.

Раздел 3. Нелинейные системы.

Задачи нелинейной теории. Типичные нелинейности. Устойчивость нелинейных систем. Метод гармонической линеаризации.

III. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА

Номер раздела, темы, занятия	Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов	Количество аудиторных часов	Материальное обеспечение занятия (наглядные, методические пособия и др.)
лекции	практические (семинарские) занятия	лабораторные занятия	управляемая (контролируемая) самостоятельная работа студента	Литература	Формы контроля знаний


	Введение (2 ч.) 1. Определение дисциплины и ее место в системе высшего инженерного авиационного образования 2. Структура, объем, цели и задачи дисциплины в системе подготовки инженера по направлению специальности 1-37 04 02-02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (радиоэлектронное оборудование)» 3. Краткая история развития автоматики 4. Предмет теории автоматического управления	Плакаты	[1] [4]
1.	общие сведения о системах автоматического регулирования и управления (16 ч.)
1.1.	Общие сведения о САУ (16 ч.)
1.1.1.	Общие сведения об автоматическом управлении и средствах автоматики 1. Понятие об автоматическом и автоматизированном управлении 2. Структурные схемы автоматических систем	Плакаты 1- 4	[1] [4]
1.1.2.	Фундаментальные принципы управления 1. Принцип регулирования по возмущению 2. Принцип регулирования по отклонению (ошибке) 3. Системы прямого и непрямого регулирования	Плакаты	[1] [4]
1.1.3.	Виды систем автоматики и их особенности 1. Статические и астатические системы 2. Одноконтурные и многоконтурные системы 3. Одномерные и многомерные системы 4. Непрерывные и дискретные системы 5. Линейные и нелинейные системы	Плакаты 3, 2	[1] [4]	Реферат
1.1. 4.	Математическое описание линейных звеньев и систем 1. Общие принципы математического описания САУ 2. Передаточная функция линейной системы (звена)	Плакаты	[1] [7] [9]
1.1.5.	Исследование функциональных и структурных схем систем автоматического регулирования 1. Построение функциональной схемы 2. Описание элементов схемы	Плакаты 1, 2, 5	[1] [ [9]
1.1.6.	Исследование функциональных и структурных схем систем автоматического регулирования 1. Составление структурной схемы 2. Преобразование схемы к виду удобному для использования	Плакаты 1, 2, 5	[1] [ [9]
1.1.7.	Временные характеристики линейных элементов САР 1. Типовые входные воздействия 2. Переходная характеристика 3. Весовая характеристика	Плакаты	[1-3]
1.1.8.	Частотные и логарифмические характеристики элементов САР 1. Частотные характеристики 2. Логарифмические частотные характеристики	Плакаты	[1-2] [4]
2.	Линейные системы автоматического регулирования (70 ч.)
2.1.	Линейные САР и их характеристики (58 ч.)
2.1.1.	Элементарные звенья и их передаточные функции 1. Определение и особенности элементарного звена 2. Классификация элементарных звеньев линейных САР 3. Уравнения и передаточные функции элементарных звеньев линейной САР	Плакаты 8, 10	[1] [ [6]
2.1.2.	Временные и частотные характеристики элементарных звеньев линейной САР 1. Временные характеристики и их анализ 2. Частотные характеристики и их анализ	Плакаты	[1] [4]
2.1.3.	Временные и частотные характеристики элементарных звеньев САР 1. Построение и анализ временных характеристик колебательного звена 2. Построение и анализ частотных характеристик колебательного звена	Плакаты	[1] [4] [6]
2.1.4.	Установившиеся и переходные режимы работы линейных САР 1. Понятие установившихся и переходных режимов работы САР и их характеристики 2. Статическая характеристика САР	Плакаты 20, 25	[1] [4] [6]
2.1.5.	Установившиеся и переходные режимы работы линейной САР 1. Применение операционных методов для определения кривой процесса регулирования	Плакаты 20, 24, 25	[1] [4] [6]
2.1.6.	Исследование временных характеристик элементарных звеньев 1. Построение временных характеристик элементарных звеньев 1-го порядка 2. Влияние параметров звеньев на временные характеристики	Плакаты	[1] [4] [6]
2.1.7.	Исследование временных характеристик элементарных звеньев 1. Анализ временных характеристик элементарных звеньев 1-го порядка	Плакаты	[1] [4] [6]
2.1.8.	Исследование временных характеристик элементарных звеньев 1. Построение временных характеристик элементарных звеньев 2-го порядка 2. Влияние параметров звеньев на временные характеристики	Плакаты	[1] [4]
2.1.9.	Исследование временных характеристик элементарных звеньев 1. Анализ временных характеристик элементарных звеньев 2-го порядка	Плакаты	[1] [4] [6]
2.1.10.	Преобразование структурных схем САУ (САР) 1. Передаточные функции соединений звеньев 2. Правила перестановки однотипных звеньев 3. Правила приведения системы к одноконтурному виду	Плакаты	[1-2]
2.1.11.	Исследование преобразований структурных схем 1. Преобразование последовательного соединения звеньев и определение W(P) 2. Преобразование параллельного соединения звеньев и определение W(P)	Плакаты	[1] [3]
2.1.12.	Исследование преобразований структурных схем 1. Преобразование встречно-параллельного соединения определение W(P) 2. Перенос однотипных звеньев 3. Перенос сумматора через звено и определение W(P)	Плакаты	[1] [3]
2.1.13.	Исследование преобразований структурных схем 1. Комплексное преобразование структурной схемы линейной САР и определение W(P) системы	Плакаты	[1] [3]
2.1.14.	Передаточные функции САР 1. Передаточные функции САР по управляющему и возмущающему воздействиям 2. Передаточная функция САР для ошибки по возмущающему воздействию 3. Передаточные функции систем с несколькими входными сигналами	Плакаты	[1] [4]
2.1.15.	Исследование частотных характеристик динамических звеньев 1. Определение ЧХ 2. Построение ЧХ звеньев 1-го порядка 3. Влияние параметров звеньев на ЧХ	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [6]
2.1.16.	Исследование частотных характеристик динамических звеньев 1. Анализ ЧХ звеньев 1-го порядка	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [6]
2.1.17.	Исследование частотных характеристик динамических звеньев 1. Построение ЧХ звеньев 2-го порядка 2. Влияние параметров звеньев на ЧХ	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [6]
2.1.18.	Исследование частотных характеристик динамических звеньев 1. Анализ ЧХ звеньев 2-го порядка	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [6]
2.1.19.	Оценка качества регулирования 1. Понятие об оценке качества регулирования 2. Оценка точности регулирования, быстродействия, перерегулирования	Плакаты	[1] [6]
2.1.20.	Оценка качества регулирования 1. Интегральные оценки качества регулирования	Плакаты	[1] [6]
2.1.21.	Устойчивость систем автоматического регулирования 1. Условия и критерии устойчивости линейных систем 2. Анализ устойчивости по критериям Гурвица и Найквиста 3. Определение запасов устойчивости	Плакаты	[1] [4]
2.1.22.	Исследование устойчивости систем с обратной связью 1. Определение устойчивости систем 2-го порядка по критерию Рауса-Гурвица	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [4]
2.1.23.	Исследование устойчивости систем с обратной связью 1. Определение устойчивости систем 3-го порядка по критерию Рауса-Гурвица	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [4]
2.1.24.	Исследование устойчивости систем с обратной связью 1. Определение устойчивости с помощью критерия Найквиста	Плакаты Simulink, Matlab	[1] [4]
2.1.25.	Законы регулирования 1. Законы регулирования и их особенности 2. Свойства систем с типовыми линейными законами регулирования	Плакаты	[1] [2]
2.1.26.	Оптимальное управление 1. Основные понятия оптимального управления 2. Метод динамического программирования 3. Принцип максимума Л.С.Понтрягина	Плакаты	[1-3]
2.2.	Стохастическая теория линейных систем (18 ч.)
2.2.1.	Случайные сигналы и методы их описания 1. Определение случайных сигналов 2. Корреляционные характеристики случайного сигнала 3. Задание случайных сигналов каноническими разложениями	Плакаты 27, 17	[1] [3]
2.2.2.	Корреляционные характеристики входного сигнала линейной стационарной САР 1. Случай входного сигнала, заданного корреляционными характеристиками 2. Случай входного сигнала «белый шум» 3. Случай входного сигнала, заданного каноническим разложением	Плакаты 27, 17	[1] [3] [5]
2.2.3.	Определение корреляционных характеристик сигнала ошибки при действии нескольких входных сигналов 1. Определение математического ожидания 2. Определение корреляционной функции	Плакаты 27, 17	[1] [3] [5]
2.2.4.	Стационарные случайные сигналы 1. Определение стационарного случайного сигнала 2. Основные свойства корреляционной функции 3. Спектральная плотность стационарного случайного сигнала	Плакаты 27, 17	[1] [3] [5]
2.2.5.	Применение метода формирующего фильтра для вычисления характеристик стационарного выходного сигнала 1. Вычисление дисперсии стационарного выходного сигнала методом формирующего фильтра	Плакаты 27, 17	[1] [3] [5]
2.2.6.	Дискретные линейные стационарные САР 1. Основные определения и понятия дискретных САР 2. Общая структура дискретной САР 3. Типовые дискретные операторы	Плакаты	[1] [3] [7]
2.2.7.	Типовые импульсные устройства 1. ИУ – фиксатор 2. ИУ – сумматор 3. ИУ – линейный экстраполятор 4. ЦВМ, как ИУ общего типа	Плакаты	[1] [7]
2.2.8.	Z – преобразование сигналов и функции 1. Z – преобразование числовой последовательности и дискретного сигнала 2. Z – преобразование непрерывного сигнала 3. Обратное Z - преобразование	Плакаты	[1] [7]
2.2.9.	Z – преобразование и W(Z) типовых дискретных и непрерывных элементов (функций) 1. Z- преобразование типовых непрерывных функций 2. W(Z) дискретных и непрерывных элементов	Плакаты	[1] [7]
3.	Нелинейные системы (2 ч.)
3.1.	Общие положения 1. Задачи нелинейной теории. Типичные нелинейности 2. Устойчивость нелинейных систем 3. Метод гармонической линеаризации	Плакаты 13, 19, 14	[1] [5]

IV. информационная часть

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ:

1. Востриков А.С., Французов В.А. Теория автоматического регулирования. М.: Высшая школа, 2004. -365 с.:ил

2. Анхимюк В.Л., Опейко О.Ф., Михеев Н.Н. Теория автоматического управления.- Минск: Дизайн ПРО, 2000 – 325 с.:ил.

3. Юревич Е.Н. Теория автоматического управления.- Л.: Энергия. 1975, -416 с., ил.

4. Бабанов Н.А., Воронов А.А. и др. Теория автоматического управления.- Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления.- Москва: Высшая школа, 1986. -376 с., ил.

5. Воронов А.А.. Ким Д.П., Лохин В.М. и др. Теория автоматического управления.- Ч. 2. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления.- Москва: Высшая школа, 1986. – 504 с., ил.

6. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов.- Москва: Машиностроение, 1985. – 536 с., ил.

7. Густав Олссон, Джангуидо Пиани. Цифровые системы автоматизации и управления. – Санкт-Петербург: Невский Диалект, 2001. – 556 с.

8. Фурунжиев Р.И., Бохан Н.И. Микропроцессорная техника в автоматике. -Минск: Ураджай, 1991.- 280 с., ил.

Дополнительная:

9. Турлак Л.И., Плотников П.В. Основы численных методов: Учебное пособие. -Москва: Физматлит, 2002. -304 с., ил

10. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. - Москва: Машиностроение, 1973.-600 с.

11. Бородан И.Ф., Кирилин Н.И. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов. - Москва: Колас, 1977. -328 с.

12. Бохан Н.И., Фурунжиев Р.И. Основы автоматики и микропроцессорной техники.- Минск: Ураджай, 1987. – 376 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: