Рабочая программа учебной дисциплины " Системы автоматизированного проектирования и производства " Цикл



Скачать 137.68 Kb.
Дата26.07.2014
Размер137.68 Kb.
ТипРабочая программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


Институт Энергомашиностроения и механики (ЭнМИ)


Направление подготовки: 221000 – Мехатроника и робототехника

Магистерская программа: Разработка компьютерных технологий управления и математического моделирования в робототехнике и мехатронике

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Системы автоматизированного проектирования и производства



Цикл:

профессиональный




Часть цикла:

базовая




дисциплины по учебному плану:

M.2.3




Часов (всего) по учебному плану:

108




Трудоёмкость в зачётных единицах:

3

2 семестр – 3

Лекции

18 часов

2 семестр – 18

Практические занятия

18 часов

2 семестр – 18

Лабораторные работы

нет

нет

Расчётные задания, рефераты

18 час самостоят. работы

2 семестр – 18

Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

72 часа

2 семестр – 72

Экзамены

нет




Курсовые проекты (работы)

нет





Москва - 2011

1.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение систем сквозного автоматизированного проектирования, изучение основных принципов работы программных продуктов САПР на базе инерциальных систем навигации и ориентации.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:



Общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:

–способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);

–способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК-4).

Дополнительные общекультурные компетенции:

–способности использовать основные законы математических и общетехнических дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-5);

–способности мыслить логично, аргументированно – в плане логики и содержания – обосновывать свои рассуждения, обобщать и анализировать доступную информацию, планировать пути достижения поставленных целей, отличать научный подход к изучению окружающего мира от антинаучного (ОК-6);

–способности квалифицированно использовать компьютер как инструмент вычислительного эксперимента и как средство управления информацией (ОК-7);



Профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

–использовать углублённые теоретические и практические знания в области мехатроники и робототехники, часть которых находится на передовом рубеже данной науки (ПК-2);

–проводить методами теории оптимизации сравнительный анализ вариантов возможных принципиальных решений по структуре, функционированию, конструкции, алгоритмическому и программному обеспечению мехатронных и робототехнических систем (ПК-7);

–разрабатывать методами системы автоматизированного проектирования (САПР) проектную конструкторскую документацию технического проекта (ТП) по мехатронным и робототехническим системам в целом (ПК-11);

–выбирать общесистемные средства программного назначения (ПК-12);

–способностью разрабатывать методами САПР рабочую конструкторскую документацию по опытным образцам мехатронных и робототехнических систем в целом (ПК-14);

–способностью разрабатывать методами теории эксперимента в исследованиях систем программы и методики предварительных испытаний опытного образца (ПК-17);

–использовать современные компьютерные сети, программные продукты и ресурсы Интернета для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-20);

–разрабатывать и реализовывать комплексные математические модели мехатронных и робототехнических систем (ПК-23).

Дополнительные профессиональные компетенции:

–знания – на соответствующем уровне – предметного содержания всех изучаемых в вузе разделов дисциплины “Системы автоматизированного проектирования и производства”, её основных понятий, концепций и методов (ПК-26);

–способности научно анализировать проблемы, процессы и явления в области САПР, умения квалифицированно применять на практике базовые знания, методы и алгоритмы исследования, усвоенные в ходе изучения дисциплины “Системы автоматизированного проектирования и производства” (ПК-27);

–способности использовать усвоенные при изучении дисциплины “Системы автоматизированного проектирования и производства” понятия и методы для решения задач теоретического и прикладного характера, для самостоятельного приобретения новых знаний в области численных методов и их приложений (ПК-28);

–умения квалифицированно использовать со­временные информационные технологии, системы компьютерной математики, инструментальные средства компьютерного проектирования (ПК-29);

–способности формировать законченное представление о принятых решениях и полученных результатах в виде отчёта с его публикацией (публичной защитой) (ПК-30).



Задачами дисциплины являются:

–изучение методов автоматического проектирования применительно к инерциальным системам ориентации и навигации;

–изучение основ систем инерциальной навигации;

–изучение планирования пути движения робота и показаний измерительных датчиков;

–овладение навыками применения программных продуктов систем автоматизации проектирования в разработке алгоритмов систем ориентации и навигации.
2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла основной образовательной программы подготовки магистров по магистерской программе “Разработка компьютерных технологий управления и математического моделирования в робототехнике и мехатронике” направления 221000 “Мехатроника и робототехника”.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах, изучаемых в бакалавриате: “Высшая математика”, “Дискретная математика”, “Вычислительная механика”, “Основы мехатроники и робототехники”, ” Динамика мехатронных систем”, “Вычислительные методы компьютерного моделирования в механике”.
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:



Знать:

–основные составные части инерциальных систем (ПК-2,26);

–источники навигационной информации (ОК-2, ПК-14,26);

–взаимодействие с базой данных и базой знаний систем автоматического проектирования (ОК-4, ПК-12,);

–описание предметной области технологии систем сквозного автоматизированного проектирования, представление и накопление комплекса знаний о технических структурах систем в виде иерархической системы понятий, функциональных, принципиальных, монтажных связей между ними (ОК-2,5,ПК-12,14,17,30);

–основные принципы работы в широкой линейке программных продуктов САПР (ПК-20,23,27).



Уметь:

–разрабатывать алгоритмы ориентации и навигации (ОК-6,7,ПК-7,28);

–планировать пути движения робота и показания чувствительных элементов навигационных систем (ОК-6,7,ПК-7,28);

–применять программные продукты систем автоматического проектирования (ОК-4,7,ПК-28).



Владеть:

–формированием входных и выходных данных САПР (ОК-7,ПК-11);

–практическими навыками работы в исследовании и использовании современных пакетов автоматизированного проектирования, ориентированных на разработку робототехнических систем и представление о тенденциях и перспективах развития современных пакетов (ОК-6,7,ПК-11,23,29).

–навыками использования возможностей со­временных компьютеров и информационных технологий при компьютерном моделировании робототехнических систем (ОК-7, ПК-20,30);

–навыками письменного аргументирования собственной точки зрения (ОК-6, ПК-30).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётных единицы, 108 часов.



п/п


Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации


(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоёмкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.

Программное обеспечение САПР

12

2

2

2



8

Контрольная работа

2.

Теория инерциальной навигации

24

2

4

4



16

Тест по основным понятиям

3.

Модельные уравнения и алгоритмы инерциальных систем ориентации и навигации (ИСОН)

32

2

6

6



20

Защита рас­­чё­тного задания

4.

Дифференциальные уравнения для кинематической и динамической ошибок ИСОН

36

2

6

6



24

Защита рас­­чё­тного задания




Зачёт

4

2







4







Экзамен

-

-







-







Итого:

108




18

18



72




4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Программное обеспечение САПР

Основные типы данных: вещественные, символьные типы данных, списки, векторы, матрицы. Встроенные функции: арифметические функции, функции интегрирования и дифференцирования, функции регрессии случайных чисел, графические функции, функции работы с матрицами. Логика: циклы, условия, функции пользователя.



2.Теория инерциальной навигации

Структура ИСОН: инерциальная и приборная системы координат, параметры ориентации и навигации, блок-схема инерциальных систем.

Чувствительные элементы ИСОН: датчик угловой скорости, акселерометры, гравитационное ускорение, методы обработки первичной информации, способы задания инструментальной погрешности.

3. Модельные уравнения и алгоритмы ИСОН

Модельные уравнения ИСОН: уравнения Пуассона, основное уравнение навигации, нормализация модельных уравнений.

Алгоритмы ИСОН: инструментальная погрешность, алгоритмы ориентации и навигации, дополнительные измерения для коррекции восстановленных параметров ориентации и навигации.

Кватернион в модельных уравнениях ИСОН: кватернион – как параметр ориентации и навигации, уравнения Пуассона, основное уравнение навигации.



4. Дифференциальные уравнения для кинематической и динамической ошибок ИСОН

Кинематическая и динамическая ошибки, вычислительная ошибка алгоритмов ИСОН.

Дифференциальные уравнения для кинематической и динамической ошибок инерциальных систем

Оптимальные дискретные фильтры: виды дополнительных измерений, способы обработки измерений, алгоритм оптимального дискретного фильтра.



4.2.2. Практические занятия

2 семестр

Освоение работы программных продуктов САПР на базе математического пакета Mathematica.

Решение уравнений ориентации и навигации.

Моделирование показаний датчиков ИСОН.

Решение дифференциальных уравнений ошибок ИСОН.

Моделирование работы оптимального фильтра.

Решение уравнений ориентации и навигации через параметр ориентации – кватернион.
4.3. Лабораторные работы
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчётные задания

Проектирование параметров ориентации и навигации. Проектирование информации с ДУС и акселерометров.

Расчёт точности восстановления параметров ориентации и навигации алгоритмом ИСОН.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.


5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме, сочетающей традиционную манеру изложения материала и интерактивное обсуждение тех мест курса, которые относительно трудны для понимания.

Практические занятия проводятся в традиционной форме и включают как разбор типовых задач на доске, так и индивидуальное решение задач под контролем преподавателя.

Самостоятельная работа включает: повторение студентом изложенного на лекциях и практических занятиях учебного материала, решение индивидуальных домашних задач, выполнение расчётных заданий, подготовку к зачёту. При отработке студентами навыков, полученных на аудиторных занятиях, подготовке к контрольным работам, анализе результатов расчётных заданий предусматривается использование пакета Mathematica.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля используются устный опрос, индивидуальные домашние задачи, расчётные задания (два в течение семестра).

Аттестация по дисциплине: зачёт.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на зачёте.

В приложение к диплому выносится оценка зачёта за второй семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:

1. Дьяконов В.П. Mathematica 4.1.4.2.5.0 в математических и научно-технических расчётах. М.: Изд-во "Солон-Р", 2004. 696 с.

2. Губаренко С.И. Механика инерциальных навигационных систем. М.: Изд-во МЭИ, 1993. 80 с.

3. Голован А.А., Гришин А.А., Жихарев С.Д., Ленский А.В. Алгоритмы решения задачи навигации мобильных роботов. М.: Институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова. Препринт №57-99, 1999. 54 с.



б) дополнительная литература:

4. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука, 1992. 280 .

5. Корецкий А.В., Осадченко Н.В. Компьютерное моделирование кинематики манипуляционных роботов. М.: Изд-во МЭИ, 2000. 48 .

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а)лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://vuz.exponenta.ru, http://maslovan.mpei.ru, http://exponenta.ru, http://www.wolfram.com .
б)другие:

Нет.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебных аудиторий для проведения лекций и практических занятий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 221000 “Мехатроника и робототехника”.


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

Ассистент кафедры теоретической механики и мехатроники Маслов А.Н.




УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой теоретической механики и мехатроники



д.т.н., профессор Меркурьев И.В.

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconДисциплины вариативной части профессионального цикла Аннотация примерной программы учебной дисциплины «Системы автоматизированного проектирования электрических машин»
Примерной программы учебной дисциплины Системы автоматизированного проектирования
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "тепловые и атомные электростанции" Цикл: профессиональный
Целью освоения дисциплины является изучение технологии производства электроэнергии и тепла на тепловых и атомных электростанциях
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " химия и экология " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " математическое моделирование " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины " специальные вопросы электрохимии " Цикл
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "элнектрохимические энергоустановки" Цикл: Профессиональный
Магистерская программа: Автономные энергетические системы. Водородная и электрохимическая энергетика
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины «дополнительные главы математики» Цикл: общенаучный цикл
По завершению освоения данной дисциплины выпускник должен обладать следующими компетенциями
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа сд № дисциплины сд. 07 Автоматизация конструкторского и технологического проектирования
Рассматриваются теоретические и прикладные вопросы применения систем автоматизированного проектирования конструкторского и технологического...
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconРабочая программа учебной дисциплины "лопастные насосы" Цикл: профессиональный
Профиль подготовки: Автоматизированные гидравлические и пневматические системы и агрегаты
Рабочая программа учебной дисциплины \" Системы автоматизированного проектирования и производства \" Цикл iconУчебно-методическое пособие курсовое проектирование по курсу "Системы автоматизированного проектирования технологических процессов" 2007г
Создания технологического процесса в системе автоматизированного проектирования «adem» модуль сарр. Универсальное оборудование
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org