Українська академія друкарства

Факультет комп’ютерної поліграфічної інженерії

Кафедра автоматизації та комп'ютерних технологій

1. Анотація до курсу

Розвиток засобів обчислювальної техніки та контролерів обумовив розвитку і застосування цифрових дискретних і дискретно неперервних систем автоматичного керування, сфера їхнього застосування розширяється. В даному курсі викладаються основні засади, методи аналізу, синтезу і застосування цифрових систем керування які забезпечують високу точність, гучність алгоритму управління і можливості створення складних інтелектуальних систем керування. Програма базується на найновіших знаннях у даній галузі. Поданні в програмі знання можуть слугувати студентам суміжних напрямів в яких методи дискретного описання і моделювання є предметом викладання.

2. Мета та цілі курсу

Метою вивчення дисципліни є підготовка студентів в області дискретного моделювання і керування технологічними процесами і об’єктами.

Цілі курсу – формування студентів знань, вміти, навичок, компетентності і здатності їх застосування для аналізу, синтезу, проектування і експлуатації цифрових систем керування

3. Результати навчання

Основним предметом вивчення дисципліни у студента повинні бути сформульовані уявлення про:

• Історію, цілі і завдання дослідження у галузі дискретного моделювання неперервних  об’єктів, цифрових систем керування, засади їх аналізу синтезу  принципи їх побудови та області застосування.
• Проблеми і методи математичного описання дискретних моделей і систем керування.
• Проблеми побудови структури і параметрів цифрових контролерів та їх налагодження.
• Проблеми синтезу і стійкості дискретних систем керування.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

• Принципи та засоби цифрового керування неперервними об’єктами.
• Методи аналізу дискретних систем за допомогою решітчастих функцій, різницевих рівнянь та Z- перетворення.
• Передатні функції розімкнутої та замкнутої системи.
• Методи аналізу цифрових систем керування за допомогою білінійного перетворення.
• Чистотні методи аналізу дискретних систем.
• Критерії визначення стійкості цифрових систем.
• Структурні схеми цифрових систем.
• Синтез систем з цифровим контролером.
• Моделювати дискретні системи в пакеті Simulink.
• Програмувати апаратурну реалізацію цифрових систем.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен придбати вміння та навички:

• Здійснювати математичне описання  дискретних моделей об’єктів і систем.
• Ставити завдання побудувати структури і моделі дискретної системи.
• Визначити дискретні передавальні функції і здійснювати їх аналіз.
• Будувати частотні характеристики систем.
• Визначити стійкість і якість дискретної системи.
• Здійснити синтез цифрового регулятора і визначити параметри налагодження.
• Проводити імітаційне моделювання дискретних системи керування в пакеті Matlab: Simulink.

Програмні компетентності

1.    Знання і розуміння сучасної теорії  дискретних систем і методів та вміння їх ефективно використовувати для аналізу , синтезу та оптимізації систем автоматичного керування технологічними процесами і комп’ютерно-інтегрованими технологіями.

2.    Здатність застосовувати дискретні моделювання при проведенні експериментів і наукових досліджень.

3.    Здатність застосовувати методи і будувати дискретні моделі неперервних об’єктів та сучасних систем.

4.    Здатність проектувати цифрові регулятори для заданого об’єкта регулювання

5.    Здатність визначити і налагоджувати параметри цифрового контролера.

6.    Здатність застосовувати методи теорії цифрового керування для побудови інтелектуальних систем управління.

Загальні компетентності

• Здатність до інтелектуального аналізу та синтезу.
• Уміння застосовувати знання на практиці.
• Робота з програмним пакетом Matlab: Simulink.
• Здатність до самонавчання.
• Навички роботи з інформацією з різних джерел.
• Здатність адаптуватися до нової галузі знань.
• Розв’язання задач.
• Уміння працювати автономно.
• Розробка проекту.

4. Обсяг курсу

5. Ознаки курсу

6. Пререквізити курсу

Раніше вивчені дисципліни, знання яких необхідні для освоєння курсу: «Вища математика», «Фізика», «Хімія», «Теорія ймовірності і математична статистика», «Електротехніка і електромеханіка», «Електроніка і мікросхемотехніка», «Мікропроцесорна техніка», «Технічні засоби автоматизації», «Теорія автоматичного керування» та ін.

Постреквізити. Дисципліни, які будуть використовувати результати навчання даного курсу: «Теплові процеси в поліграфії», «Автоматизація технологічних процесів», «Автоматизовані системи керування виробництвом», «Проектування інтегрованих систем управління».

7. Зміст курсу (список тем)

Модуль 1. Методи математичного описання цифрових систем керування

Тема 1. Вступ до цифрових систем

Тема 2. Математичний опис дискретних систем

Тема 3. Дискретні перетворення.

Тема 4. Метод змінних стану.

Модуль 2. Аналіз і синтез цифрових систем керування

Тема 5. Частотні характеристики і стійкість дискретних систем.

Тема 6. Методи синтезу цифрових систем.

Тема 7. Програмування цифрових регуляторів і пристрої спряження з об’єктом.

Тема 8. Технічні засоби цифрових систем і їх застосування.

8. Навчальний графік

«Цифрові системи керування»

для бакалаврів спеціальності 151«Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології»

7 семестр

Х – наявність консультації;

МК – модульний контроль;

ПК – підсумковий контроль.

9. Система оцінювання та вимоги

Контроль знань і умінь студентів (поточний і підсумковий) з дисципліни «Цифрові системи керування» здійснюється згідно з кредитно-модульною системою організації навчального процесу. Рейтинг студента із засвоєння дисципліни за семестр визначається за 100 бальною шкалою. Підсумкова (загальна оцінка) курсу навчальної дисципліни є сумою балів, одержаних за окремі оцінювані форми навчальної діяльності: поточне (виконання лабораторних робіт, захист індивідуальних завдань) та підсумкове засвоєння теоретичного матеріалу змістовних модулів (модульний контроль). Форма підсумкового контролю: залік та іспит.

Критерії оцінювання кожного виду навчального заняття передбачають врахування наступних чинників: правильність та повнота виконання роботи, дотримання графіку виконання, розуміння матеріалу, правильність наведеної відповіді, яка відображає розуміння вивченого матеріалу, вміння аналізувати отриману інформацію для вибору правильного методу і практичного засобу отримання вірного результату. Несвоєчасність виконання без поважних причин, наявність помилок у виконанні чи захисті роботи знижують отриману за неї кількість балів. За активність при проведенні практичних робіт та за своєчасне виконання всіх домашніх завдань, виконання рефератів по заданих темах та участь в олімпіадах різних рівнів студенти можуть отримувати додаткові бали.

5 семестр

6 семестр

10. Рекомендована література

Основна:

1.  Романенко В.Д., Методи автоматизації прогресивних технологій. – К.: Вища школа, 1995. – 519 с.

2.  Гостев В.Н. Системы упарвления с цифровыми регуляторами. – К.: Техніка, 1990. – 280 с.

3.  Сезанник Г.Д., Стеклов В.К. Цифрові системи управління. – К.: Техніка, 1991. – 191 с.

4.  Артюшин Л.М., Дурняк, Б.В., Машков О.А. Сівков М.С. Теорія автоматичного керування. – Львів: Вид-во УАД, 2004. – 272 с.

Інформаційні ресурси :httр://www.csk.ru