WWW.PROGRAMMA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Учебные и рабочие программы
 

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Радиоэлектроника ...»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

«Б.3.3.2.2 «Математические основы оптимального управления»

направления подготовки

«220400.62 "Управление в технических системах"»

форма обучения – очная курс –3 семестр –5 зачетных единиц –2 часов в неделю –2 всего часов – 72, в том числе:

лекции – 14 коллоквиумы –4 практические занятия – нет лабораторные занятия – 18 самостоятельная работа – 36 зачет – 5 семестр экзамен – нет РГР – нет курсовая работа – нет курсовой проект – нет

1. Цели и задачи дисциплины Цель преподавания дисциплины: продолжить и углубить математическую подготовку студентов, формируя систему знаний, необходимых в качестве общего фундамента профилирующих дисциплин направления 220400.62.

Задачи изучения дисциплины: Предметом изучения дисциплины являются математические модели систем оптимальной обработки сигналов и основы методов их исследования.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Изучение настоящей дисциплины опирается главным образом на дисциплину «Высшая математика». Используются также дополнительные знания по линейной алгебре, теории дифференциальных уравнений и теории матриц из дисциплины «Численные методы» и опыт построения и исследования математических моделей, приобретенный при изучении дисциплин «Физика», «Теоретическая механика», «Электротехника».

Материалы дисциплины используются далее при изучении дисциплин «Теория автоматического управления», «Распределенные системы автоматического управления», «Цифровые системы автоматического управления», «Локальные системы управления», «Адаптивные системы управления».

Полученные навыки расчета систем применяются далее при выполнении лабораторных работ, практических занятий, самостоятельных исследований, а также в курсовом и дипломном проектировании.

3. Требования к результатам освоения дисциплины Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1);

способность производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управленияв соответствии с техническим заданием (ПК-10).

В результате изучения дисциплины:

Студент должен знать математические методы оптимального исследования различных управляемых систем, методы анализа оптимальных систем, описываемых обыкновенными дифференциальными и конечноразностными уравнениями, основы теории аналитического синтеза оптимальных систем.

Студент должен уметь применять различные математические модели процессов, сигналов и систем и выполнять их исследования.

Студент должен владеть методами решения задач оптимального управления с использованием современных программных оболочек для решения перечисленных выше задач.

–  –  –

13. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю) Профессиональные компетенции, знания, навыки и умения оцениваются в соответствии с требованиями ФГОС по направлению подготовки 220400.62.

В процессе освоения дисциплины осуществляется формирование следующих компетенций:

Профессиональные компетенции (ПК):

научно-исследовательская деятельность:

Способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1);

Способность производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10).

Успешное освоение компетенции достигается путем освоения теоретического материала (30%), освоения практических методов решения задач оптимизации и составления программ для ЭВМ (40%), осуществления самостоятельной работы над темами дисциплины (30%).

Контроль освоения дисциплины проходит в форме зачета, в сочетании отчета по теоретическим вопросам дисциплины и контрольных вопросов по выполнению практических заданий на компьютере.

Составляющие компетенций

–  –  –

Способность производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10)

–  –  –

Уровни освоения компетенций Способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1):

–  –  –

Способность производить расчёты и проектирование отдельных блоков и устройств систем автоматизации и управления и выбирать стандартные средства автоматики, измерительной и вычислительной техники для проектирования систем автоматизации и управления в соответствии с техническим заданием (ПК-10).

Ступени уровней освоения Отличительные признаки компетенции

–  –  –

Вопросы для зачета

1. Основная (простейшая) задача вариационного исчисления. Уравнение Эйлера.

Примеры.

2. Основная задача вариационного исчисления в многомерном случае. Примеры.

3. Вариационная задача для функционалов, зависящих от старших производных.

Уравнение Эйлера – Пуассона. Примеры.

4. Анализ уравнения Эйлера и Эйлера – Пуассона. Примеры.

5. Простейшие случаи интегрируемости уравнения Эйлера (частные классы функционалов). Примеры.

6. Условие Лежандра (второе необходимое условие экстремума). Примеры.

7. Вариационные задачи на условный экстремум. Примеры задач.

8. Вариационные задачи Лагранжа. Примеры.

9. Задача Лагранжа в многомерном случае. Пример.

10. Задача Лагранжа как задача оптимального управления. Примеры.

11. Оптимальное управление линейным объектом при квадратичном функционале.

12. Изопериметрическая задача, примеры.

13. Функция Гамильтона. Канонические переменные, уравнения Эйлера в форме Гамильтона.

14. Оптимальное управление линейной многосвязной системой при квадратичном функционале (квадратичном критерии оптимальности).

15. Оптимальное управление двигателем постоянного тока при минимизации энергии управления (решения при помощи функции Лагранжа).

16. Оптимальное управление двигателем постоянного тока при минимизации энергии управления (решение при помощи функции Гамильтона).

17. Оптимальное по быстродействию управления двигателем постоянного тока при ограничении на энергию управления.

18. Оптимальное управление линейным одномерным объектом.

19. Вариационные задачи на безусловный экстремум для решетчатых функций, пример.

20. Вариационная задача на условный экстремум для решетчатых функций, пример.

21. Вариационная задача с подвижными границами. Условия трансверсальности.

Примеры.

22. Понятия организации оптимального программного и стабилизирующего управления.

23. Принцип оптимальности. Функциональное уравнение метода динамического программирования.

24. Принцип максимума Понтрягина.

25. Аналитическое конструирование регуляторов.

26. Точность и качество оптимальной системы управления.

27. Построение регулятора при неполной информации о векторе состояния.

28. Синтез оптимальных систем для обработки случайных сигналов. Постановка задачи.

29. Уравнение Винера-Хопфа в комплексной области.

30. Синтез оптимальных систем для обработки случайных сигналов. Дисперсия ошибки на выходе оптимальной системы.

31. Синтез оптимальных систем для обработки случайных сигналов. Общая вариационная задача.

32. Синтез линейных оптимальных систем с обратной связью. Постановка задачи.

33. Синтез линейных оптимальных систем с обратной связью. Случай устойчивого минимально-фазового объекта.

Вопросы для экзамена Учебным планом не предусмотрен.

14. Образовательные технологии Реализация компетентностного подхода предусматривает использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 20% аудиторных занятий.

В учебном процессе при изучении дисциплины «Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления» используются следующие формы проведения занятий:

– теоретические лекции с изложением определений основных математических понятий, изучаемых в рамках дисциплины, подробным описанием и доказательством наиболее важных свойств этих математических понятий и их взаимосвязей друг с другом;

– практические занятия с более подробным изучением основных свойств математических понятий, изучаемых в рамках дисциплины, выяснением их взаимосвязей друг с другом в примерах и задачах;

– индивидуальные и коллективные консультации с активным участием обучающихся по наиболее сложным частям теоретического материала дисциплины, вопросам программирования и по задачам повышенной сложности;

– самостоятельная работа по выполнению индивидуальных заданий по основным разделам дисциплины;

– самостоятельная работа по выполнению домашних заданий к практическим занятиям по основным разделам дисциплины.

– проведение встреч с профессорами ведущих вузов г. Саратова.

При изучении дисциплины используются:

презентации при чтении лекций;

электронные методические указания к выполнению лабораторных работ;

программные средства:

• Система МАТЛАБ.

• MS Office

• Adobe Reader

15. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

15.1. Обязательные издания:

1. Востриков А. С. Теория автоматического регулирования: учеб. пособие / А. С. Востриков, Г. А. Французова. М.: Высшая школа, 2006, 365 с.

2. Теория автоматического управления / С. Е. Душин, Н. С. Зотов, Д. Х.

Имаев и др.; под ред. В. Б. Яковлева. М.: Высш. шк., 2005, 567 с.

3. Малышенко А.М. Математические основы теории систем /А,М.Малышенко._ Томск: Изд-во политехнического университета, 2008.с.

4. Вентцель Е. С. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения : учеб. пособие для втузов / Е. С. Вентцель. М.: Высш. шк., 2007, 479 с.

15.2. Дополнительные издания:

5. Демьянов В. Ф. Условия экстремума и вариационное исчисление: учеб.

пособие / В. Ф. Демьянов. М.: Высшая школа, 2005, 335 с.

6. Пантелеев А. В. Вариационное исчисление в примерах и задачах: учеб.

пособие / А. В. Пантелеев. М.: Высшая школа, 2006, 272 с.

7. Тимофеев Ю. К. Основы вариационного исчисления и теории оптимального управления : учеб. пособие / Ю. К. Тимофеев, О. Ю.

Торгашова. Саратов: СГТУ, 2008, 103 с.

8. Мышкис А. Д. Прикладная математика для инженеров. Специальные курсы : учеб. пособие / А. Д. Мышкис. М.: Физматлит, 2007, 688 с.

9. Мочалин А. А. Элементы высшей математики: учеб. пособие / А. А.

Мочалин, А. Н. Губенков, Г. А. Гончарова. Саратов: СГТУ, 2007, 172 с.

10.Мочалин А. А. Высшая математика: учеб. пособие / А. А. Мочалин, Г. А.

Гончарова, Е. В. Гарбуз. Саратов: СГТУ, 2005, 132 с.

11.Цлаф, Л. Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения / Л. Я.

Цлаф. СПб.: Лань, 2005, 192 с.

12.Пантелеев А. В. Методы оптимизации в примерах и задачах: учеб.

пособие / А. В. Пантелеев, Т. А. Летова. М.: Высшая школа, 2005, 544 с.

13.Данко П. Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: в 2 ч. / П. Е.

Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова. М.: Оникс 21: Мир и Образование, 2005, Ч. 1, 304 с.

14.Высшая математика в упражнениях и задачах : в 2 ч. : учеб. пособие / А. Г.

Попов и др. М. : Оникс : Мир и Образование, 2007, Ч. 2, 416 с.

15.Тимофеев Ю.К. Основы описания линейных динамических систем: учеб.

пособие / Ю.К. Тимофеев, О.Ю. Торгашова. Саратов: СГТУ, 2004, 105 с.

16.Ванько В.И. Вариационное исчисление и оптимальное управление:

учебник для вузов / В.И. Ванько, О.В. Ермошина, Г.Н. Кувыркин; под ред.

В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001, 488 с.

17.Директор Р. Введение в теорию систем / Р. Директор, С. Рорер. М.:

Высшая школа, 1971, 464 с.

18.Теория автоматического управления/ Под ред. А.А. Воронова. М.: Высшая школа, 1987, ч. 1, 376 с.; ч. 2, 504 с.; ч. 3, 328 с.

15.3. Периодические издания

19.Автоматика и телемеханика

20.Теория и системы управления

21.Проблемы управления

15.4. Интернет ресурсы

22.Информационная образовательная среда ИОС СГТУ.

23.http://exponenta.ru (Математический сайт)

24.http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/mathematics/angeometry.htm (Международный научно-образовательный сайт EqWorld)

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины:

25.Степанов М.Ф. Модели линейных одномерных и многомерных динамических систем: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

26.Степанов М.Ф. Аналитическое представление сигналов в кибернетических системах: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

27.Степанов М.Ф. Методы анализа линейных одномерных систем:

Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

28.Степанов М.Ф. Основы аналитического анализа линейных многомерных непрерывных систем: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

29.Степанов М.Ф. Основы аналитического анализа линейных многомерных дискретных систем: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

30.Степанов М.Ф. Основные методы нахождения переходной матрицы состояния дискретных систем: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

31.Степанов М.Ф. Фундаментальная матрица решений линейной непрерывной системы и методы ее определения: Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине "Оптимальное преобразование сигналов в задачах управления"

16. Материально-техническое обеспечение

Занятия проводятся – в аудиториях 2/505, 2/514 со стандартным оснащением для ведения лекционных и практических занятий. Проведение ряда занятий, в том числе самостоятельных работ, планируется в компьютерном классе 2/505 с выходом в интернет. Предусмотрен показ слайдов, проведение лекций-презентаций и практических занятий с использованием наглядных пособий.

При проведении занятий преподаватель использует:

• раздаточный материал для изучения лекционного материала;

• учебный материал в электронном виде (конспекты лекций, методические указания по выполнению домашних заданий);

• презентации лекционного курса;

Программно-информационное обеспечение дисциплины состоит из:

• ОС Windows NT, XP и др;

• пакет MS Office;

• пакет MATLAB.



 

Похожие работы:

«Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» УТВЕРЖДАЮ Директор ИЭиТС _ Н.А.Забелин «»_20 г. ПРОГРАММА ПРАКТИКИ Педагогическая практика Направление подготовки 13.06.01 Электрои теплотехника Направленность (профиль) программы 13.06.01_04 Теоретическая электротехника Уровень высшего образования подготовка кадров высшей квалификации Форма обучения Очная Институт Институт энергетики и...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО Уральский государственный лесотехнический университет Факультет туризма и сервиса Кафедра физического воспитания и спорта ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Б3.Б.13.3 ПОДВИЖНЫЕ ИГРЫ Направление 49.03.03 (034600.62) – Рекреация и спортивно-оздоровительный туризм; Профиль – спортивно-оздоровительный туризм Квалификация – бакалавр Количество зачетных единиц (трудоёмкость, час) – 3 (108) Разработчик программы Бердникова Ю.Г. Екатеринбург 20 Содержание Стр....»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Экология» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Б.3.1.8 «Учение об атмосфере» направления подготовки «(05.03.06) 022000.62 «Экология и природопользование» Квалификация (степень) – бакалавр Профиль – «Экология» форма обучения – очная курс – 1 семестр – 2 зачетных единиц – 3 часов в неделю – 3 всего часов – 108, в том числе: лекции – 18...»

«Дагестанский государственный институт народного хозяйства «Утверждаю» Ректор, д.э.н., профессор Бучаев Я.Г. 30 августа2014г. Основная профессиональная образовательная программа среднего профессионального образования Специальность 09.02.04 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ (ПО ОТРАСЛЯМ) Махачкала – 2014г. УДК 004.9:330.47 ББК 32.07 Составитель – Магомедова Динара Сахратулаевна, руководитель Основной профессиональной образовательной программы среднего профессионального образования, реализуемая вузом по...»

«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 _ Зав.кафедрой БП Руководитель ООП проф. Г.И. Коршунов по направлению подготовки 08.05.01 «» _ 2015 г. декан СФ проф. А.Г. Протосеня «» _ 2015 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «АЭРОЛОГИЯ ПОДЗЕМНЫХ...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Автоматизация, управление, мехатроника» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине М 1.1.6 «Хранение и защита компьютерной информации» направления подготовки 15.04.04 Автоматизация технологических процессов и производств Профиль «Автоматизация технологических процессов и производств» (для дисциплин, реализуемых в рамках профиля) форма...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра Философия РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по курсу «Б.1.2.2 Философия науки и техники» для студентов очного обучения для направления 09.03.03. «Прикладная информатика» квалификация (степень) бакалавр Профиль «Прикладная информатика в экономике» Форма обучения – очная курс – зачетных единиц – часов в неделю – 2 ч. всего часов – 72ч., в том...»

«Университеты Вены в Австрии Предлагаем Высшее образование в университетах Австрии Вы все еще думаете, какую страну выбрать для получения хорошего высшего образования? Вы наверняка слышали про Австрию. Вы даже слышали, что Австрия расположена в самом центре Европы. А Вена самый комфортабельный город для проживания. Да, это вам по плечу и это ваш шанс Продвинутая молодежь заканчивает Университеты Австрии На территории Австрии студентов ждут 21 университет. Учебные заведения находятся в самых...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Химия» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине «Б.1.1.9 Химия» направления подготовки 21.03.01 «Нефтегазовое дело» Профиль «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» форма обучения – заочная курс – семестр – 1,2 зачетных единиц – 9 всего часов – 324, в том числе: лекции – 12, лабораторные занятия – 28, самостоятельная...»

«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 Зав. кафедрой АТПП по направлению 15.03.02 д.т.н. проф. В.Ю. Бажин д.т.н. проф. В.Ю. Бажин ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА» Направление подготовки: 15.03.02...»







 
2016 www.programma.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Учебные, рабочие программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.