Аналіз і синтез мехатронних систем автомобілів
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Код дисципліни: 7.274.01.E.015
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Автомобільний транспорт
Лектор: д.т.н., проф. Кіндрацький Богдан Ілліч
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
фахових:
ФКС-1.1. Знання будови принципів роботи гібридних та електричних приводів автомобіля, мехатронних діагностичних і контрольно-вимірювальних систем.
ФКС-1.2. Володіння методами й алгоритмами аналізу, синтезу та оптимізації мехатронних систем автомобіля.
Результати навчання: – вміти розробляти математичні й симуляційні моделі мехатронних систем, аналізувати результати їх реалізації, робити висновки;
– вміти формулювати і розв’язування багатокритеріальні задачі структурного й параметричного синтезу мехатронних систем автомобіля;
– володіти методами параметричної оптимізації і вміти їх застосовувати при проєктуванні мехатронних систем автомобіля;
– мати навички застосування сучасних програмних продуктів для аналізу і синтезу мехатронних систем.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Мехатроніка автомобілів;
Теорія і практика наукових досліджень;
Гібридні та електричні приводи автомобілів.
Короткий зміст навчальної програми: Методологія наукового пізнання. Фізичне, математичне та імітаційне моделювання. Основні етапи створення мехатронних систем. Багатокритеріальність задач проектування і методи їх розв’язування. Параметрична оптимізація і структурний синтез мехатронних систем. Сучасні програмні продукти для синтезу мехатронних систем автомобіля.
Опис: 1. Моделювання в механіці машин. Методологія наукового
пізнання. Моделі і технічні рішення. Фізичне моделювання. Математичне моделювання. Імітаційне моделювання. Кваліметричне моделювання.
2. Головні завдання і стадії синтезу мехатронних систем. Сутність понять синтез, проєктування і конструювання. Основні етапи створення мехатронних систем.
3. Багатокритеріальність задач проєктування і методи їх
розв’язування. Види багатокритеріальних задач. Принципи пошуку області зміни критеріїв. Нормування часткових критеріїв якості. Загальний підхід до пошуку оптимального розв’язку багатокритеріальних задач. Адитивний критерій оптимальності. Мультиплікативний критерій оптимальності.
4. Параметрична оптимізація мехатронних систем. Методи
безумовної оптимізації. Методи умовної оптимізації. Динамічне програмування. Аналітичні методи оптимізації.
5. Постановка задачі структурного синтезу. Методи оптимізації структури. Точні методи: морфологічний, гілок та меж, мереж Петрі, композитні, множників Лагранжа. Евристичні алгоритми синтезу: ітеративні, стохастичні, нейромережні, генетичні.
6. Сучасні програмні продукти для аналізу і синтезу мехатронних систем. Системи автоматизованого проєктування CTIA, Unigraphics, Inventor, Mechanical Desktop 5, Solid Worcs, MatLab Simulink. Інтегрована платформа для 1D моделювання мехатронних систем — LMS Imagine. LabAMESim.
7. Моделювання роботи двигунів внутрішнього згорання, коробок передач, приводів автомобіля. Моделювання елементів ходової частини автомобіля.
Методи та критерії оцінювання: поточний контроль (30%): усне опитування, захист розрахунково-графічної роботи, виконання практичних завдань;
екзаменаційний контроль (70%): 60% – тестова компонента та 10% – усна компонента
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна кількість балів при оцінюванні знань студентів виставляється за такими критеріями:
- під час опитувань на практичних заняттях — за повну і ґрунтовну відповідь на задане запитання з теми заняття;
- виконання розрахункових завдань — за правильне застосування теоретичних знань під час розв’язання практичних задач;
Екзаменаційний контроль з дисципліни «Аналіз і синтез мехатронних систем автомобілів» проводиться у вигляді виконання контрольних завдань. Для об’єктивного оцінювання знань та умінь студента завдання включають тести трьох рівнів складності.
Тести першого рівня складності (6 завдань) використовуються для перевірки якості засвоєння навчального матеріалу на рівні «розпізнавання», «розрізнення» та «класифікації» об’єктів, явищ і понять аналітичного дослідження. Максимальна кількість балів по кожному з цих тестів виставляється за вказаний правильний варіант відповіді з декількох поданих варіантів. Кожен з них оцінюється 2 балами.
Тести другого рівня складності (10 завдань) забезпечують контроль рівня знань та умінь з оцінюються 3 балами, які виставляються за вказаний правильний варіант відповіді з декількох поданих варіантів.
Тести третього рівня складності передбачають розв’язання трьох задач, які оцінюються відповідно 6 балами. Розв’язання задач забезпечує перевірку якості засвоєння навчального матеріалу на рівні продуктивної діяльності, на основі якої студент здатний застосувати засвоєну інформацію для виконання аналітичних процедур і написання короткого аналітичного висновку.
Сумарна екзаменаційна оцінка, яку студент може отримати за результатами семестрового контролю, складається з кількості балів, отриманих за результатами поточного контролю знань під час семестру, та кількості балів, отриманих під час екзаменаційного контролю. Максимальна кількість балів, яку студент може отримати під час екзаменаційного контролю, визначається як сума балів тестової та усної компоненти (у межах балів, відведених на екзаменаційний контроль).
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. Кіндрацький Б. І. Основи раціонального проектування машинобудівних конструкцій: Навч. посібник. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2005. – 200 с.
2. Кіндрацький Б.І. Мехатроніка автомобілів: Посібник. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2018. – 168 с.
3. Дмитрів І.В. Автомобільний транспорт. Теорія і практика наукових досліджень : навч. посібн. – Львів: СПОЛОМ, 2019. – 316 с.
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).