
- •Алгоритмизация и управление техническими системами
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических занятий и контроля
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем 200 часов)
- •Раздел 1. Общая характеристика и основные понятия теории управления технологическими процессами (48 часов)
- •Раздел 2. Алгоритмы централизованного контроля (30часов)
- •Раздел 3. Алгоритмы локального и программного управления (53 часа)
- •Раздел 4. Алгоритмы статической и динамической оптимизации (47часов)
- •Раздел 5. Элементы моделирования систем управления тп (22часа)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Лабораторный практикум
- •Лабораторные работы (очная форма обучения)
- •Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •Рейтинговая система по дисциплине «Алгоритмизация и управление техническими системами»
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •Раздел 1. Общая характеристика и основные понятия теории управления технологическими процессами Предисловие к разделу
- •Введение, функции, структуры и классификация асутп
- •1.2. Особенности современных технологических процессов
- •1.3. Управление производством однородной продукции (непрерывные процессы)
- •1.4. Управление производством неоднородной продукции ( дискретные процессы)
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.4
- •Раздел 2. Алгоритмы централизованного контроля Предисловие к разделу
- •2.1. Задачи подсистемы контроля в асутп
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.1
- •2.2.Алгоритмы контроля, работающие в режиме реального времени
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.2
- •2.3. Расчет текущих технико-экономических показателей ( тэп)
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.3
- •Раздел 3. Алгоритмы локального и программного управления Предисловие к разделу
- •3.1. Типовые непрерывные и дискретные законы управления
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.1
- •3.2. Нелинейные и адаптивные алгоритмы управления
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.2
- •3.3. Методы определения параметров дискретных регуляторов в системах пцу
- •Вопросы для самопроверки по теме 3. 3
- •3.4. Программное управление
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.4
- •3.5. Примеры синтеза программного управления
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.5
- •Раздел 4. Алгоритмы статической и динамической оптимизации Предисловие к разделу
- •4.1. Сравнительная характеристика алгоритмов статической оптимизации и их использование в асутп
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.2
- •4.2. Алгоритмы адаптивной идентификации
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.2
- •4.3. Примеры использования алгоритмов статической оптимизации и адаптации при управлении тп
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.3
- •4.4. Алгоритмы оптимального быстродействия
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.4
- •4.5. Алгоритмы оптимальной стабилизации
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.5
- •Предисловие к разделу
- •5.1 Алгоритмы, реализующие последовательности равномерно распределенных случайных чисел
- •5.2. Алгоритмы получения случайных чисел с заданным законом распределения
- •Вопросы для самопроверки по теме 5.2
- •5.3. Отладка разработанных алгоритмов и программ
- •Вопросы для самопроверки по теме 5.3
- •3.3. Учебное пособие Введение
- •Глава 1. Общая характеристика автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •1.1. Функции асутп
- •Управление качеством
- •Технологический процесс
- •Управление качеством
- •1.2. Структуры асутп
- •1.3. Классификация асутп
- •Глава2. Основные понятия теории управления технологическими процессами
- •2.1. Особенности современных технологических процессов
- •2.2. Технологические процессы как объекты управления
- •2.3. Управление производством однородной продукции (непрерывные процессы)
- •2.4. Управление производством неоднородной продукции ( дискретные процессы)
- •Вопросы для самопроверки по главе 2
- •Глава 3. Алгоритмы централизованного контроля
- •3.1. Задачи подсистемы контроля в асутп
- •3.2.Алгоритмы контроля, работающие в режиме реального времени
- •3.3. Расчет текущих технико-экономических показателей ( тэп)
- •Вопросы для самопроверки по главе 3
- •Глава 4. Алгоритмы локального управления
- •4.1. Особенности построения и функционирования систем прямого цифрового управления
- •4.2. Алгоритмы, реализующие типовые законы управления
- •4.3. Нелинейные алгоритмы управления
- •4.4. Адаптивные алгоритмы локального управления
- •4.5. Методы определения параметров дискретных регуляторов в системах пцу
- •Вопросы для самопроверки по главе 4
- •Глава 5. Алгоритмы программного управления
- •5.1. Программное управление стационарным технологическим процессом в статическом режиме
- •5.2. Алгоритмы пуска и останова технологического процесса
- •5.3. Примеры синтеза программного управления
- •Вопросы для самопроверки по главе 5
- •Глава 6. Алгоритмы статической оптимизации
- •6.1. Сравнительная характеристика алгоритмов статической оптимизации и их использование в асутп
- •6.2. Алгоритмы адаптивной идентификации
- •6.3. Примеры использования алгоритмов статической оптимизации и адаптации при управлении тп
- •Вопросы для самопроверки по главе 6.
- •Глава 7. Алгоритмы динамической оптимизации
- •7.1. Задачи динамической оптимизации в асутп
- •7.2. Алгоритмы оптимального быстродействия
- •7.3. Алгоритмы оптимальной стабилизации
- •Вопросы для самопроверки по главе 7
- •Глава 8. Элементы моделирования систем управления тп
- •8.1. Алгоритмы, реализующие последовательности равномерно распределенных случайных чисел
- •8.2. Алгоритмы получения случайных чисел с заданным законом распределения
- •8.3. Отладка разработанных алгоритмов и программ
- •Вопросы для самопроверки по главе 8
- •3.4. Глоссарий (Краткий словарь терминов)
- •3.5. Технические средства обеспечения дисциплины
- •3.6. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания
- •Работа 1
- •С промышленным регулятором
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Задание и порядок выполнения работы
- •1. Оценка параметров передаточной функции объекта
- •2. Исследование типовых законов регулирования
- •3.Исследовать динамические свойства сау по возмущающему воздействию для пи и пид законов управления
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •Работа 3 Расчет переходных процессов в линейных сау на эвм
- •II.Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •III. Описание лабораторной установки
- •III. Порядок выполнения лабораторной работы
- •IV. Содержание отчета
- •III. Порядок выполнения лабораторной работы
- •IV. Содержание отчета
- •Работа 7 Построение регрессионной модели объекта по данным активного и пассивного экспериментов
- •I.Цель работы. Овладение методами идентификации объектов управления по данным активного и пассивного экспериментов.
- •II. Основные теоретические положения
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •I.Цель работы. Изучение методики синтеза оптимальных параметров реального тп на базе методов нелинейного программирования.
- •III. Описание лабораторной установки
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Содержание отчета
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задания на контрольные работы
- •4.1.1. Задание для контрольной работы 1
- •4.1.2. Задание для контрольной работы 2
- •4.1.3. Методические указания к выполнению контрольных работ Контрольная работа 1
- •Контрольная работа 2
- •4.2. Тренировочные тесты Тест №1
- •Тест №2
- •Тест №3
- •Тест №4
- •Тест №5
- •4.3. Итоговый контроль. Вопросы к зачету и экзамену
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие…………………………………………………………....3
- •Раздел 1 Общая характеристика и основные понятия
- •Раздел 2. Алгоритмы централизованного контроля
- •3.3.Учебное пособие
- •Глава 1. Общая характеристика автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •Глава2. Основные понятия теории управления технологическими процессами
- •Глава 3. Алгоритмы централизованного контроля
- •Глава 8. Элементы моделирования систем управления тп
- •3.6 Методические указания к выполнению лабораторных
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
3. Информационные ресурсы дисциплины
Библиографический список
Основной:
1. Соснин, О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств/ О.М. Соснин.- М.: ИЦ Академия, 2007.
2.Автоматизированное управление технологическими процессами: Учеб. пособие/ Под ред. В.Б.Яковлева – Л.: ЛГУ, 1988.
3.Макаров, В.Л. Алгоритмы управления в АСУТП/ В.Л. Макаров.- Учеб. пособие - Л.: СЗПИ, 1983.
Дополнительный:
4. Роткоп, Л.Л. Автоматическое управление процессами массового производства/ Л.Л. Роткоп. - М.: Машиностроение , 1972.
5.Ицкович, Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин/ Э.Л. Ицкович .– М.: Энергия, 1980.
Средства обеспечения освоения дисциплины (ресурсы Internet)
http://www.asu-tp.ru/
http://www.teplopribor.ru/
3. http://www.mzta.ru/
4. http://www.sms-automation.ru/
3.2. Опорный конспект
Раздел 1. Общая характеристика и основные понятия теории управления технологическими процессами Предисловие к разделу
При изучении данного раздела Вы должны проработать следующие темы:
Введение, функции, структуры и классификация АСУТП.
Особенности современных технологических процессов.
Управление производством однородной продукции (непрерывные процессы).
Управление производством неоднородной продукции (дискретные процессы).
Для проверки усвоения материала тем Вам предстоит ответить на
вопросы для самопроверки (Темы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) и выполнить одну лабораторную работу.
Работа с разделом 1 завершается сдачей контрольного теста.
Для того, чтобы Вы смогли успешно ответить на вопросы контрольного теста, Вам предоставляется возможность поработать с репетиционным тестом. Он является полным аналогом контрольного теста, однако время работы с ним не ограничено, и даются правильные ответы на вопросы.
Если Вы справились с репетиционным тестом, переходите к контрольному тесту. Индивидуальный вариант теста следует получить у своего преподавателя (тьютора), при этом, время ответа ограничено. Каждый правильный ответ контрольного теста оценивается в два балла.
Максимальное число баллов, которое можно получить в этом разделе равно
32 .
Введение, функции, структуры и классификация асутп
Данная дисциплина является одной из основных в подготовке специалистов по автоматизированным системам управления технологическими процессами. Она раскрывает содержание математического обеспечения АСУТП, связанного с управлением и алгоритмизацией технологических процессов. В результате изучения курса студент должен освоить современные способы управления непрерывными и дискретными технологическими процессами. Изучить основные алгоритмы, обеспечивающие оптимальное функционирование АСУТП и уметь самостоятельно применять основные положения теории к решению конкретных задач. Изучение дисциплины опирается на знания, полученные студентами в курсах: “Теория управления”, “ Технические средства автоматизации и управления ”, “ Моделирование систем управления ”, “Идентификация и диагностика систем”. Материалы этой дисциплины используются в курсе “Проектирование АСУ ТП”.
Автоматизация управления технологическими процессами – одна из основных задач, связанных с повышением производительности труда. Решение ее может быть достигнуто за счет применения современных методов теории управления, в рамках системного подхода, к созданию автоматических устройств и автоматизированных систем управления технологическими процессами.
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) – это человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом управления (ТОУ) в соответствии с принятым критерием. Критерием управления может быть:
технико-экономический показатель (себестоимость, производительность ТОУ и т.п.);
технический показатель (параметр процесса, характеристики выходного продукта).
При изучении этой темы особое внимание нужно обратить на системный принцип построения АСУТП. Рассматривая технологический процесс и систему управления им как совокупность элементов в определенной взаимосвязи, можно получить различные структуры АСУТП. При этом в зависимости от характера цели различают функциональную, информационную, алгоритмическую и техническую структуры АСУТП. Функциональная структура АСУТП определяется уровнем целей управления, для достижения которых предназначена данная система.
Информационная структура АСУТП определяется, в основном, функциональным назначением системы и характером связи между подсистемами, решающими общую задачу управления технологическим объектом. Алгоритмическая структура отражает системный подход к управлению технологическим процессом и является основой для создания внешнего математического обеспечения АСУТП, т. е. алгоритмизации технологического процесса. Алгоритмизация технологического процесса — это разработка математического описания поведения системы «технологический процесс — АСУТП» на нескольких уровнях формализации: от разработки управляемого технологического процесса до разработки программного обеспечения АСУТП.
Совокупность всех технических средств, используемых в данной АСУТП, выполненных в виде конструктивно самостоятельных приборов, узлов и устройств, называют технической структурой АСУТП.
При рассмотрении темы, связанной с классификацией АСУТП, следует обратить внимание на многообразие признаков, положенных в основу классификации АСУТП.
Вопросы для самопроверки по теме 1.1
Дайте определение АСУТП.
В чем отличие АСУТП от системы автоматического управления?
Перечислите основные задачи, которые решает АСУТП.
Перечислите виды управления, реализуемые на различных уровнях функциональной структуры АСУТП.
Как подразделяют АСУТП по степени автоматизации задач управления?
Какое место в АСУ предприятием (АСУП) занимает АСУТП?
7.Перечислите основные подсистемы, входящие в АСУТП.
8.Какие признаки положены в основу классификации АСУТП?
9. Перечислите области использования логико-программного управления.