Теорія нелінійних і цифрових систем керування
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Код дисципліни: 6.174.00.O.034
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології
Лектор: доцент, к.т.н. Крих Ганна Бориславівна
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: 1. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
2. Здатність застосовувати знання математики, в обсязі, необхідному для використання математичних методів для аналізу і синтезу систем автоматизації.
3. Здатність застосовувати методи системного аналізу, математичного моделювання, ідентифікації та числові методи для розроблення математичних моделей окремих елементів та систем автоматизації в цілому, для аналізу якості їх функціонування із використанням новітніх комп’ютерних технологій.
Результати навчання: 1. Розуміти суть процесів, що відбуваються в об’єктах автоматизації (за галузями діяльності) та вміти проводити аналіз об’єктів автоматизації і обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та схем керування ними на основі результатів дослідження їх властивостей.
2. Bміти застосоувати методи тeopii автоматичного керування
для дослідження, аналізу і синтезу систем автоматичного керування;
3. Вміти застосовувати методи системного аналізу, моделювання, ідентифікації та числові методи для розроблення математичних та імітаційних моделей окремих елементів та систем автоматизації в цілому, для аналізу якості їх функціонування із використанням новітніх комп’ютерних технологій.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити:
- Вища математика;
- Фізика;
- Комп'ютерні технології та програмування;
- Теорія автоматичного керування;
- Автоматизація технологічних процесів
- Багаторівневі системи керування технологічними процесами
Короткий зміст навчальної програми: Типові суттєво нелінійні елементи, їх характеристики. Складання рівнянь нелінійних систем автоматичного регулювання (САР). Методи дослідження автоколивних режимів методом гармонічного балансу, методом Попова. Дослідження абсолютної стійкості нелінійних систем. Ковзні режими в нелінійних САР. САР зі змінною структурою. Адаптивні системи керування. Принципи побудови цифрових систем керування. Математичні моделі дискретних елементів та систем керування. Алгоритми реалізації цифрових регуляторів. Аналіз стійкості цифрових систем. Якість цифрових систем керування. Синтез цифрових систем керування.
Опис: Нелінійні елементи систем автоматичного регулювання.
Математичні моделі нелінійних систем
Методи дослідження нелінійних систем автоматичного регулювання.
Дослідження автоколивань в нелінійних САР
Дослідження абсолютної стійкості нелінійних систем.
Структурні методи покращання якості нелінійних САР.
Адаптивні системи керування.
Основи побудови цифрових систем керування
Математичний опис дискретних елементів та систем
Типові алгоритми цифрових регуляторів та їх програмно-технічна реалізація
Методи дослідження стійкості та якості цифрових систем керування
Методи та критерії оцінювання: - письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування;
- підсумковий контроль – екзамен, письмово-усна форма.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) – максимальна оцінка – 30 балів.
Лабораторні заняття – максимальна оцінка – 30 балів:
1) 1 бал – робота та отримані результати під час лабораторного заняття;
2) 1 бал – звіт, оформлений згідно з методичними вимогами до виконання лабораторної роботи;
3) 3 бали – захист лабораторної роботи.
Екзаменаційний контроль (ЕК) – максимальна оцінка 70 балів:
Письмова компонента – максимальна оцінка 60 балів.
1) три теоретичних питання – максимальна оцінка 24 бали
2) чотири задачі – максимальна оцінка 36 балів.
Задача № 1 – 4балів
Задача № 2 – 12 балів
Задача № 3 – 10 балів
Задача № 4 – 10 балів
Усна компонента:
Відповіді експромтом на короткі усні практичні і теоретичні питання – 10 балів.
Максимальна семестрова оцінка ПК + ЕК – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Гончаренко Б. М., Ладанюк А. П., Лобок О. П. Цифрові системи керування. Навчальний посібник. - Вінниця: Нова Книга, 2007.- 160 с. ISBN 966-8609-48-4
2. Ладанюк А.П. Теорія автоматичного керування технологічними об'єктами [Текст] : навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом «Автоматизація і комп’ют.-інтегр. технології / А.П Ладанюк, К.С. Архангельська, Л.О. Власенко. – К.: НУХТ, 2014. — 274 с.
3. M. Sami Fadali, Antonio Visioli Digital Control Engineering Analysis and Design. 2013. – P. 607
4. Семенцов, Г. Н. Теорія автоматичного управління (нелінійні та дискретні системи) : навч. посіб. / Г. Н. Семенцов, І. І. Чигур. - Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2016. - 96 с.
5. Основи теорії цифрових систем автоматичного керування: LTI моделі для систем SISO та MIMO [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 172 «Телекомунікації та радіотехніка» / КПІ ім. Ігоря Сікорського; уклад.: С.О. Кравчук, О. І. Лисенко, В. С. Явіся, В. І. Новіков. – Електронні текстові дані (1 файл: 4,41 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 196 с.
6. Теорія автоматичного управління. Нелінійні та дискретні системи: Навчальний посібник [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. спеціальності 151 «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології», освітньо-професійна програма «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології кіберенергетичних систем»; уклад.: О. Й. Штіфзон, П. В. Новіков. – Електронні текстові дані (1 файл: 2,4 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. – 98 с.
5. Конспект лекцій з дисципліни «Теорія автоматичного керування, частина 2»: для студентів спеціальності “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”. / Укл.: Г. Б. Крих, Г.Ф. Матіко. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2018. – 65 с.
6. Hadi Saadat Computational Aids In Control Systems Using Matlab. – 200 P.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).