Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИДО

_______________ А.Ф.Федоров

«___» ____________2002г.

Управление техническими системами.

(ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ)

Рабочая программа для специальности 120100 «Технология машиностроения», 120500 «Оборудование и технология сварочного производства» и 170500 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов».

Институт дистанционного обучения

Курс

Семестр

Распределение учебного времени ИДО

Лекции 8 часов

Лабораторные занятия

Практические (семинарские) занятия 10 часов

Курсовой проект в ____семестре нет

Курсовая работа в ____семестре нет

Всего аудиторных занятий 18 часов

Самостоятельная (внеаудиторная) работа 102 часа

Общая трудоемкость 120 часов

Экзамен в семестре

Зачет в восьмом семестре

Дифзачет в _______семестре

Томск 2002

УДК 006.44.378.1

Теория автоматического управления (Управление техническими системами): Рабочая программа, метод. указ. и контр. задания для студентов спец.120100 «Металлорежущие станки и инструменты», 120500 «Оборудование и технология сварочного производства» и 170500 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов». ИДО . сост. П.Я. Крауиньш - Томск: Изд. ТПУ,2002. - 16 с.

Рабочая программа составлена на основе ГОС по специальностям 120100 «Металлорежущие станки и инструменты», 120500 «Оборудование и технология сварочного производства» и 170500 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов». рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры «Автоматизация и роботизация в машиностроении», машиностроительного факультета протокол № _____ . от «____» ________ 2002г.

Зав. каф. АРМ _____________П.Я. Крауиньш

1. Цели и задачи курса «Теория автоматического управления» (тау) или управление техническими системами (утс).

При подготовке инженеров по специальности 120100 «Технология машиностроения», «Оборудование и технология сварочного производства» и 170500 «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов», ТАУ (УТС) прививает студентам навыки анализа и, частично, синтеза систем управления при решении задач по управлению автоматизированным производством и автоматическим обрабатывающим или другим производящим оборудованием. Данная дисциплина формирует также навыки системного подхода при проектировании автоматизированных технологических процессов, оборудования или автоматической оснастки, обеспечивающих данную технологию или другой процесс, управляемый с помощью средств автоматизации.

Данный курс предполагает решение следующих основных задач:

1. Знакомство с современными принципами и тенденциями развития автоматических систем промышленного оборудования и автоматизированных технологий, знакомство с классификацией таких систем.

2. Изучения основных методов построения моделей, анализа и описания систем управления, расчета характеристик, определения устойчивости и оценки качества.

3. Усвоения методов моделирования систем управления на ЭВМ, построения переходных и частотных характеристик; областей устойчивости и удовлетворительного качества.

4. Усвоения современного состояния теории и практики автоматического управления при создании автоматического оборудования и создании автоматизированных технологий производства.

Теоретический и практический материал, в соответствии с ГОС включен в обязательную часть данного курса, как в части разделов «теория автоматического управления», так и части не дублирующих друг друга разделов части «управление техническими системами». Рабочая программа курса составлена с учетом ранее изученного материала следующих дисциплин: электротехника, электроника и электропривод; гидравлика, гидропневмопривод технологического оборудования; элементы автоматики и автоматизации машиностроительного оборудования; высшая математика; теория механизмов и машин; математическое моделирование.

Изучение данного курса наряду с расширением мировоззрения в области управления сложным автоматическим оборудованием или автоматизированными технологиями преследует также следующие основные цели:

1. Уметь решать задачи анализа с позиций ТАУ (УТС) и системного подхода по проблемам управления технологическим оборудованием и производственным комплексам, включающим в своем составе ЭВМ, контроллеры и микропрограммные системы.

2. Владеть основными методами анализа ТАУ (УТС) для линейных систем, методами моделирования и допустимого упрощения модели реальной системы управления.

После изучения теоретической части данного курса, усвоения в полном объеме материала практических занятий и выполнения индивидуального домашнего задания и посещения запланированных обязательных консультаций, проводимых индивидуально в компьютерном классе с использованием обучающего пакета программ, студент должен иметь следующие навыки:

• Уметь составить блок-схему управляемой технической системы, включающей рабочий орган, привод, устройство управления приводом, датчики обратной связи и др. обязательные элементы контура управления.

• Уметь, с использованием изученных ранее законов теоретической механики, электротехники, теории машин и механизмов, гидравлики и др. описать с помощью дифференциальных и алгебраических уравнений весь контур управления данной технической системой.

• Уметь преобразовать данные уравнения к выбранному варианту их дальнейшего анализа: к системе уравнений первого порядка, или к одному уравнению, разрешенному относительно выбранной выходной величины, или системе уравнений, каждое из которых описывает поведение определенного блока контура.

• Уметь произвести линеаризацию нелинейностей, в тех случаях, когда она применима; с использованием свойств преобразования Лапласа определить передаточные функции блоков и звеньев заданного контура и привести их к стандартной форме.

• Уметь преобразовать структурную схему таким образом, чтобы вновь образуемые звенья были сведены к стандартной форме, а разомкнутый контур преобразованной схемы представлял последовательное соединение этих звеньев.

• Уметь построить частотные характеристики разомкнутого контура и произвести оценку поведения замкнутой системы: устойчивость, быстродействие и точность.

• Владеть навыками применения основных критерием устойчивости систем автоматического управления: Гурвица, Михайлова, Найквиста.

• Уметь сформулировать основные требования, предъявляемые к системе управления данным техническим объектом.