Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки



Скачать 152.06 Kb.
Дата07.07.2013
Размер152.06 Kb.
ТипПрограмма


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»



Согласовано
_______________________

Утверждаю
______________________

Руководитель ООП

по направлению 220700

доц. А.А. Кульчицкий

Зав. кафедрой АТПП

доц. А.А. Кульчицкий


ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«CASE-СРЕДСТВА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ»
Направление подготовки:

220700 Автоматизация технологических процессов и производств
Профиль подготовки:

Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составители:

Доцент каф. АТПП Э.Д.Кадыров

Доцент каф. АТПП А.Ю.Фирсов

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1.Цели и задачи дисциплины:

Дисциплина “ CASE средства при проектировании систем управления ” призвана познакомить студента, обучающегося по направлению 220700 “Автоматизация технологических процессов и производств”, с методами автоматизированного проектирования и разработки программных продуктов с использованием различных инструментальных средств. Цель дисциплины заключается в обучение студентов основам и методам автоматизированного проектирования, необходимым при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации систем и средств автоматизации и управления. Задачами изучения дисциплины являются: освоение основных принципов построения систем автоматизированного проектирования, математических и методологических основ и технического обеспечения анализа и оптимизации проектных решений, форм представления задач проектирования, основных программных средств поддержки процесса проектирования и подготовки проектной документации, видов используемых при этом моделей и иных математических методов постановки и решения задач проектирования, анализа, синтеза и оптимизации систем автоматического управления.
2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина “ CASE средства при проектировании систем управления” относится к вариативной части профессиональных дисциплин.
Данная дисциплина базируется на знаниях, полученных в результате изучения дисциплин “Проектирование автоматизированных систем” и “Интегрированные системы проектирования и управления”. Для изучения дисциплины студенты также должны уметь программировать и работать на персональном компьютере в объеме курса: "Программирование и основы алгоритмизации". Дисциплина в свою очередь является базой для курсового проектирования и выпускной бакалаврской работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

способностью выбирать средства автоматизации технологических процессов и производств (ПК-11);

способностью осваивать средства программного обеспечения автоматизации и управления, их сертификации (ПК-26);

способностью изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, обобщать их и систематизировать, проводить необходимые расчеты с использованием современных технических средств и программного обеспечения (ПК-38).
В результате изучения дисциплины студент должен:

    Знать:

виды обеспечения САПР и их назначение, состав, применение. Математические и методически основы САПР; тенденции развития САПР; методы проектирования с помощью современной САПР. Виды оптимизации, анализа и синтеза. Математические основы оптимизации результатов проектирования, программные средства для оптимизации проектирования и методы их применения на практике. Методы формализации задач проектирования, анализа и синтеза проектных решений; виды этапов проектирования и комплектность документации на каждом этапе.



    Уметь:

ориентироваться во множестве инструментальных средств, поддерживающих процесс разработки системы управления на различных стадиях, представлять области их применения и ограничения по типам решаемых задач;

использовать пакеты прикладных программ для решения практических задач проектирования;

представлять технические решения с использованием средств компьютерной графики и геометрического моделирования;

применять численные методы для оптимизации регуляторов;

использовать принципы и методы математической формализации задачи проектирования; решать исследовательские и проектные задачи с использованием компьютеров; использовать инструментальные программные средства в процессе разработки и эксплуатации систем управления.

.


    Владеть:

современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

принципами и методами моделирования, анализа, синтеза и оптимизации систем и средств автоматизации.



    4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет _3.423__ зачетных единиц.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

8










Аудиторные занятия (всего)

55

55










В том числе:

-







-

-

Лекции

22

22










Практические занятия (ПЗ)

11

11










Семинары (С)
















Лабораторные работы (ЛР)

11

11










Самостоятельная работа (всего)

50

50










В том числе:

-







-

-

Курсовой проект (работа)
















Расчетно-графические работы




12










Реферат
















Другие виды самостоятельной работы


































Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




экз










Общая трудоемкость час

зач. ед.

123













4.064














5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины


№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Понятие о CASЕ-технологиях.

Автоматизированное проектирование систем управления с использованием CASE-технологий. Понятие о CASЕ-технологиях. Классификация CASE-технологий. Инструментальные средства поддержки технологий и их классы. Принципы организации проектирования с использованием CASE средств. Анализ функциональных возможностей CASE средств различных классов. Интерфейсы между CASE средствами и особенности их функционирования. Системный подход к инженерному проектированию. Программное, лингвистическое, математическое, техническое, информационное, методическое, организационное обеспечение САПР. Иерархическая структура уровней проектирования и проектных спецификаций. Стадии проектирования АСУ ТП. Структура и разновидности САПР. Этапы САПР.

2

Математическое обеспечение проектных решений.

Компоненты математического обеспечения, математический аппарат в моделях разного иерархического уровня, требования к математическим моделям и численным методам в САПР. Критерии оптимизации. Постановка задачи параметрической оптимизации и методы ее решения. Классификация задач оптимизации. Особенности градиентного метода и применимость его к задаче оптимизации регуляторов. Суть градиентного метода. Суть метода одномерной дихотомической оптимизации, метода одномерной оптимизации методом чисел Фибоначчи, метода Розенброка, метода Хука-Дживса (конфигураций), метода Недлера-Мида (деформируемого многогранника), метода наискорейшего спуска, метода Флетчера-Ривса (сопряженных градиентов), метода Ньютона, метода Девидона-Флетчера-Пауэла (переменной метрики) для оптимизации. Ограничения применимости этих методов, их достоинства и недостатки.

3

Примеры CASE-средств для проектировании систем управления

Системы класса CAD (Solid Works, CATIA). Системы класса CAE (Пакеты Matlab, Simulink, Optimization Toolbox для Matlab, Aspen Plus, Aspen Dynamics). САПР E3 series.


4

Методы подготовки технико-экономического обоснования проектов создания систем.

Цели, задачи и методы подготовки технико-экономического обоснования проектов создания систем и средств автоматизации и управления;

сбор и анализ исходных данных для расчёта и проектирования устройств и систем автоматизации и управления. Основные критерии для выбора аппаратной реализации систем управления и стабилизации. Микроконтроллеры, сигнальные процессоры, ПЛК, ПК.

Моделирование, анализ и автоматическая оптимизация систем автоматического управления.


5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4
















1.

Проектировании автоматизированных систем (курсовой проект)




+




+
















2.

Выпускная работа бакалавра

+

+

+

+
















5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекц.

Практ.

зан.

Лаб.

зан.

Семин

СРС

Все-го

час.

1

Понятие о CASЕ-технологиях.

2




6







8

2

Математическое обеспечение проектных решений.

8




2







10

3

Основные критерии для выбора аппаратной реализации систем управления. и стабилизации.

4

7

3







14

4

Методы подготовки технико-экономического обоснования проектов создания систем.

8

4










12


6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1

2

Оптимальная настройка ПИД-регулятора с помощью Optimization Toolbox в пакете Matlab.

2

2

3

Создание твердотельной модели теплофизического объекта в системе SolidWorks и экспорт модели в стандартный файл описания модели.

1

3

1

Импорт твердотельной модели теплофизического объекта из файла экспорта SolidWorks в систему конечно-элементного моделирования Comsol Multiphysics, расчет в ней процесса теплообмена и последующий экспорт динамической модели объекта в систему Simulink.

2

4

1

Построение в SolidWorks модели механизма и конвертация её в динамическую модель SimMechanics для анализа динамики механизма в системе Simulink.

2

5

3

Построение схемы автоматизации системы управления в САПР E3 series и автоматическая генерация связных документов.

2

6

1

Разработка 3-х мерной модели кабельного жгута в системе CATIA и установление связи с проектом в САПР E3 series.

2


7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тематика практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1

3

Основы работы в системе SolidWorks.

1

2

3

Основы работы в CAE-системе Comsol Multiphysics.

2

3

3

Изучение интерфейса системы автоматизированного проектирования E3 series.

2

4

3

Основы работы в системе CATIA.

2

5

4

Моделирование статического режима химико-технологического процесса в системе Aspen Plus и экспорт динамической модели в систему Aspen Dynamics.

2

6

4

Моделирование динамического режима системы управления сложным химико-технологического процессом в системе Aspen Dynamics.

2


8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) не предусмотрено

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. В. М. Перельмутер. Пакеты расширения Matlab. Control System Toolbox и Robust Control Toolbox. Издательство: Солон-Пресс, 2008 г.,- 224 с.

2. Деменков Н.П. Программные средства оптимизации и настройки систем управления. М.:Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2006. -242с.

3. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). – СПб.:Питер, 2004. -560с.

4. В.П.Дъяконов. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения.-М.:СОЛОН- Пресс, 2005.-800с.

5. Техническая документация в составе системы Aspen.
б) дополнительная литература

1. Курбатова Е. А. MATLAB 7. Самоучитель. Издательство: Вильямс, 2006 г., -256 с.

2. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / Алямовский А. А., Собачкин А. А., Одинцов Е. В. и др. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — 800с.
в) программное обеспечение

Matlab, SolidWorks, CATIA, MS Office, E3 series, Aspen Plus, Aspen Dynamics.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

сайт Schneider Electric, сайт National Instruments, сайт MathWorks.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Для выполнения лабораторных работ, и оформления отчетов используются компьютеры кафедрального вычислительного центра c специальным программным обеспечением. Лекции по дисциплине проводятся в аудиториях, оснащённых мультимедийным оборудованием.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Практические занятия проводятся в аудиториях, снабженными компьютерами с специальным программным обеспечением, а также программными средствами для проведения компьютерных телеконференций (средствами удаленного доступа к рабочим столам). Для текущего контроля используются тестовые контрольные работы на усвоение теоретических знаний и собеседование с преподавателем при защите лабораторных работ.
Разработчики:

Каф. АТПП доцент Э.Д. Кадыров

Каф. АТПП доцент А.Ю. Фирсов

Эксперты:
____________ ___________________ ________________
____________ ___________________ ________________


Похожие:

Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа дисциплины «микропроцессорные средства систем управления»
Направление подготовки 220700 автоматизация технологических процессов и производств
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconАннотация программы учебной дисциплины
Целью дисциплины является изучение основ системного анализа и практики его применения при проектировании для компьютеров и автоматизированных...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа дисциплины «Статистическая динамика автоматических систем» для аспирантов специальности
Задачи курса – сформировать у аспирантов теоретические знания, навыки и компетенции при проектировании современных систем автоматического...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа дисциплины «теория автоматического управления» Направление подготовки бакалавра
Цели и задачи дисциплины «Теория автоматического управления» (тау) – изучение общих принципов построения и функционирования автоматических...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconДисциплины «Моделирование систем и процессов»
Обучение студентов основам математического моделирования, необходимых при проектировании, исследовании и эксплуатации объектов и...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа учебной дисциплины " численные методы оптимизации систем управления" Цикл
Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа учебной дисциплины «введение в направление» Направление подготовки бакалавра
«введение в направление» ознакомление студентов направлениея подготовки бакалавра 200100. 62 электроника и наноэлектроника профиль...
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа учебной дисциплины философия Кафедра-разработчик «Философия» Направление (специальность) подготовки
Профиль Реклама и связи с общественностью в системе государственного и муниципального управления
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа учебной дисциплины химия направление подготовки 221400 Управление качеством Профиль подготовки: общий
Программа предназначена для студентов факультета менеджмента
Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки iconРабочая программа дисциплины «Введение в направление» Направление подготовки специалиста
«Введение в направление» являются: ознакомление студентов с особенностями и характером деятельности радиоинженера, принципами построения...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


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