Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине (модулю)
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Директор Политехнического института
___________ Е.А. Бойко
«_____» ______________2016 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Элементы систем автоматики
Дисциплина Б1.В.ОД7 Элементы систем автоматики
Направление подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Профиль подготовки 13.03.02.00.10 Электропривод и автоматика
Красноярск 2018
Рабочая программа дисциплины
составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по укрупненной группе
13.00.00 Электро и теплоэнергетика
Направления подготовки /специальность (профиль/специализация)
13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / 13.03.02.00.10 Электропривод и автоматика
Программу составил Федоренко А.А._______________________________
____________________________________________
Заведующий кафедрой (разработчик) Пантелеев В.И./_________________
«____»_______________20___г.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры (выпускающая)____
Электротехнические комплексы и системы___________________________
« » 2016 г. протокол № ___________________________________
Заведующий кафедрой (выпускающей) В.И. Пантелеев/________________
|
|
|
I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью дисциплины является:
изучение студентами свойств, характеристик и математических моделей силовых и информационных элементов систем автоматического управления и технологической автоматики. Изучение свойств, характеристик и математических моделей силовых элементов электропривода, а именно, статических (полупроводниковых) преобразователей постоянного и переменного тока. Здесь с общих позиций теории автоматического управления изучаются структура, характеристики, математические модели аналоговых и дискретных информационных элементов САУ электроприводов, а также исполнительных и информационных элементов систем технологической автоматики.
1.2 Задачи изучения дисциплины
Задачи изучения дисциплины:
– дать студентам набор разного уровня точности математических моделей типовых элементов систем автоматики;
- дать понимание физической сущности протекающих в них процессов;
– дать методологию получения математических моделей элементов и способность выбирать для решения конкретной задачи модель необходимого уровня;
|
|
|
– научить выбирать, определять и рассчитывать параметры и характеристики элементов.
-дать понимание, что использование вычислительной техники является необходимым элементом проектирования современных систем электромеханики и научить устойчивым навыкам ее применения.
1.3 Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю), соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы/
В результате изучения дисциплины «Элементы систем автоматики» выпускник с квалификацией «бакалавр» должен
знать:
· методологию получения математических моделей основных типовых элементов систем автоматики;
уметь:
· выбрать, определить и рассчитать параметры и характеристики элементов;
владеть
· устойчивыми навыками применения вычислительной техники при проектировании современных систем автоматического управления.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
-способностью к участию в монтаже элементов оборудования объектов профессиональной деятельности (ПК-11)
-готовностью обеспечивать требуемые режимы и заданные параметры технологического процесса по заданной методике (ПК-7)
-способностью использовать технические средства для измерения и контроля основных параметров технологического процесса (ПК-8)
|
|
|
1.4 Место дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы
Изучение курса базируется на следующих разделах дисциплин:
Электрические машины:
- машины постоянного тока, асинхронные машины, синхронные машины, трансформаторы.
Теория электропривода:
- скоростные и механические характеристики электроприводов постоянного и переменного тока; способы регулирования их скорости; установившиеся и динамические режимы работы.
Электрические и электронные аппараты:
- аппараты управления бесконтактные и контактные, электромагнитные и полупроводниковые.
Преобразовательная техника:
- силовые полупроводниковые управляемые преобразователи постоянного и переменного тока; аналоговые и дискретные электронные устройства.
Теория автоматического управления:
- теория линейных систем автоматического управления- непрерывных, дискретных: методы математического описания и анализа нелинейных систем.
1.5 Особенности реализации дисциплины.
Язык, на котором реализуется дисциплина – Русский.
Объем дисциплины
Структура дисциплины (распределение трудоемкости по отдельным видам аудиторных учебных занятий и самостоятельной работы)
|
|
|
| Вид учебной работы | Всего зачетных единиц (часов) | Семестр |
| 6 | ||
| Общая трудоемкость дисциплины | 5(180) | 5(180) |
| Аудиторные занятия | 2(72) | 2(72) |
| лекции | 1(36) | 1(36) |
| практические занятия (ПЗ) | 0,5(18) | 0,5(18) |
| лабораторные работы (ЛР) | 0,5(18) | 0,5(18) |
| Самостоятельная работа | 2(72) | 2(72) |
| изучение теоретического курса (ТО) | 1(36) | 1(36) |
| подготовка к выполнению и защите ЛР, (ПЗЛР) | 1(36) | 1(36) |
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | зачет |
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Разделы дисциплины и виды занятий в часах
(тематический план занятий)
| № п/п | Разделы дисциплины | Леции, зачет-ных единиц (часов) | ПЗ (или СЗ), зачет-ных единиц (часов) | ЛР, Зачетных единиц (часов) | Самостоятельная работа, зачетных единиц (часов) | Реализуемые компетенции |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | Введение | 0,025(1) | - | - | 0,025(1) |
ПК7 ПК8 ПК11 |
| 2 | Математические модели и структурные схемы управляемых выпрямителей и преобразователей частоты с непосредственной связью. | 0,15(6) | 0,05(2) | 0,15(6) | 0,35(14) | |
| 3 | Математические модели и структурные схемы автономных инверторов | 0,15(6) | 0,05(2) | 0,1(4) | 0,3(12) | |
| 4 | Математические модели и структурные схемы звена постоянного тока. Полные модели преобразователей частоты с автономными инверторами. | 0,125(5) | 0,05(2) | 0,05(2) | 0,225(9) | |
| 5 | Аналоговые регуляторы | 0,05(2) | 0,1(4) | 0,15(6) | ||
| 6 | Управляющие элементы дискретного действия | 0,075(3) | 0,05(2) | 0,125(5) | ||
| 7 | Датчики электрических и неэлектрических величин. Согласующие элементы САУ. | 0,05(2) | 0,05(2) |
ПК7 ПК8 ПК11 | ||
| 8 | Исполнительные элементы технологической автоматики | 0,075(3) | 0,075(3) | |||
| 9 | Примеры математических моделей систем автоматического управления электроприводами | 0,2(8) | 0,15(6) | 0,15(6) | 0,5(20) |
3.2. Занятия лекционного типа.
| № п/п | № раздела дисциплины |
Наименование занятий | Объем в акад. часах | |
| всего | в том числе в инновационной форме | |||
| 1 | 1.Введение | Тема 1. Обзор базовых теоретических положений составляющих основу данной дисциплины. Идеология построения дисциплины. | 1 (0,028) | |
| 2 | 2. Математические модели и структурные схемы управляемых выпрямителей и преобразователей частоты с непосредственной связью. | Тема 2. Понятие переключающих и коммутационных функций. Дискретные математические модели СИФУ и ВК нереверсивных УВ выполненных по нулевым и мостовым схемам выпрямления. | 2 (0,056) | |
| 3 | Тема 3. Математические модели и структурные схемы реверсивных УВ и непосредственных преобразователей частоты. | 2 (0,056) | ||
| 4 | Тема 4.Математические модели УВ и НПЧ на уровне гладкой составляющей выходных сигналов. | 2 (0,056) | ||
| 5 | 3. Математические модели и структурные схемы автономных инверторов | Тема 5. Функциональная схема вторичных преобразователей энергии. Математические модели широтно – импульсных преобразователей постоянного тока. | 2 (0,056) | |
| 6 | Тема 6 Математические модели и структурные схемы систем управления и вентильных коммутаторов автономных инверторов напряжения и тока. | 2 (0,056) | ||
| 7 | Тема 7 Модели инверторов напряжения и тока на уровне полезной (гладкой) составляющей выходного сигнала. | 2 (0,056) | ||
| 8 | 4. Математические модели и структурные схемы звена постоянного тока. Полные модели преобразователей частоты с автономными инверторами. | Тема 8. Математические модели и структурные схемы звена постоянного тока автономных инверторов напряжения и тока. | 2 (0,056) | |
| 9 | Тема 9. Полные модели преобразователей частоты с автономными инверторами. | 3 (0,083) | ||
| 10 | 5. Аналоговые регуляторы | Тема 10. Операционные усилители – основа для реализации активных корректирующих звеньев. Реализация с помощью операционных усилителей линейных и нелинейных математических операций | 1 (0,028) | |
| 11 | Тема 11. Принципиальные, структурные схемы и передаточные функции типовых аналоговых регуляторов. Ограничения выходных сигналов регуляторов. Формирователи входных воздействий на аналоговых элементах. | 1 (0,028) | ||
| 12 | 6. Управляющие элементы дискретного действия | Тема 12. Типовые логические элементы и их функции. Составление типовых логических операций на основе базовых элементов. Примеры схем узлов управления на логических элементах. | 1 (0,028) | |
| 13 | Тема 13. Микропроцессор как комплексный цифровой элемент высшего функционального уровня. Программная реализация в цифровой (дискретной) форме формирователей входных воздействий и передаточных функций типовых регуляторов. | 2 (0,056) | ||
| 14 | 7 Датчики электрических и неэлектрических величин. Согласующие элементы САУ. | Тема 14. Аналоговые датчики электрических и неэлектрических величин. | 1 (0,028) | |
| 15 | Тема 15.Импульсные и цифровые датчики. Цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи. | 1 (0,028) | ||
| 16 | 8. Исполнительные элементы технологической автоматики. | Тема 16. Однофазные и трехфазные асинхронные двигатели, двигатели с полым и массивным ротором, сериесные двигатели постоянного и переменного токов, их характеристики. | 2 (0,056) | |
| 17 | Тема 17. Измерительные следящие системы автоматики. Некоторые специальные элементы систем автоматики. | 1 (0,028) | ||
| 18 | 9. Примеры математических моделей систем автоматического управления электроприводами | Тема 18. Краткие пояснения принципов построения, структурная схема и основы проектирования регуляторов систем подчиненного регулирования электроприводами постоянного тока. | 3 (0,083) | |
| 19 | Тема 19. Принципы построения, структурная схема и основы синтеза систем векторного частотного управления асинхронным электроприводом с ПЧ с АИН. | 5 (0,139) | ||
3.3 Занятия семинарского типа
.
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование практических занятий | Объем в акад. часах | |
| всего | в том числе в инновационной форме | |||
| 1 | 2,3,4 | Расчет параметров структурной схемы ПЧ с АИН на уровне гладкой составляющей сигналов | 4 (0,111) | |
| 2 | 2,3,4 | Расчет параметров структурной схемы ПЧ с АИТ на уровне гладкой составляющей сигналов | 2 (0,056) | |
| 3 | 5,6 | Расчет параметров типовых регуляторов в аналоговом и дискретном вариантах | 6 (0,167) | |
| 4 | 9 | Расчет системы подчиненного регулирования скорости электропривода постоянного тока | 6 (0,167) | |
3.4. Лабораторные занятия
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Объем в акад. часах | |
| всего | в том числе в инновационной форме | |||
| 1 | 2 | Исследование режимов работы трехфазных УВ выполненных по нулевой схеме реверсивного и нереверсивного исполнения с учетом их дискретных свойств | 6 (0,167) | |
| 2 | 3,4 | Исследование процессов в ПЧ с автономным инвертором напряжения с учетом дискретных свойств последнего. | 6 (0,167) | |
| 3 | 9 | Исследование системы частотноуправляемого асинхронного электропривода «Transvektor» . | 6 (0,167) | |
Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине (модулю)
1. Моделирование электроприводов. Сборка и настройка моделей систем автоматизированного электропривода в среде MATLAB: Метод. указания /сост. С. Р. Залялеев, А. Н. Пахомов. Красноярск: ИПЦ КГТУ. 2005 г.
2. Герман – Галкин С. Г. Компъютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА-принт, 2001 г
3. Федоренко А. А., Карагодин М. С. Моделирование электроприводов на АВМ. Учебное пособие; КГТУ, Красноярск, 1993 г.
4.Карагодин М. С., Федоренко А. А. Уравнения динамики частотноуправляемых электроприводов: Учебное пособие; КрПИ – Красноярск, 1985 г.
5.Федоренко А. А., Иванчура В. И. Теория автоматического управления. Учебное пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ 2004.
6. Иванчура В. И., Федоренко А.А., Чубарь А.В. Основы теории управления: Учеб. пособие /В.И. Иванчура, А.А. Федоренко, А.В. Чубарь . – Железногорск: Железногорский филиал СФУ, 2012. -130 с. ISBN 978-5-9903286-5-5.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!