метрология умкд. БАРЖ УМКД А5 2020. Ж. А. Даев Бейсызыты автоматты басару жйелері Пніні ОУдістемелік кешені
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
БАИШЕВ УНИВЕРСИТЕТІ «Инженерия және көлік қызметтері» кафедрасы  Ж.А. Даев «Бейсызықты автоматты басқару жүйелері» ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ «5В070200 – Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасының студенттеріне арналған Ақтөбе, 2020 БАИШЕВ УНИВЕРСИТЕТІ «Инженерия және көлік қызметтері» кафедрасы Ф.1-24 БЕКІТЕМІН ОӘЖ жөніндегі проректор _____________ АТЖ «__»___________ 2020 ж. Ж.А. Даев «Бейсызықты автоматты басқару жүйелері» ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ «5В070200 – Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасының студенттеріне арналған Ақтөбе, 2020 Рецензенттер: Оразбаев Б.Б. – т.ғ.д., профсессор, Л.Н. Гумилев атындағы Евразия ұлттық университетінің «Жүйелік талдау және басқару» кафедрасының профессоры. Әбдіқалықов Қ.Ә. – т.ғ.д., профессор, Баишев Университетінің «Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар» кафедрасының профессоры. Даев Ж.А. Бейсызықты автоматты басқару жүйелері: пәннің оқу-әдістемелік кешені / Ж.А. Даев – Ақтөбе: Баишев Университеті, 2020 – 40 б. Бейсызықты автоматты басқару жүйелері» пәнінің оқу-әдістемелік кешені «5В070200 – Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасының студенттеріне арналған. Баишев Университетінің Оқу-әдістемелік кеңесінің шешімімен бекітілген (хаттама № 1, «12» қыркүйек 2019 ж.). Республикалық Оқу-әдістемелік кеңесі 2013 ж. бекіткен типтік оқу бағдарламасының негізінде әзірленген. © Баишев Университеті, 2020 ж. 1. ЖҰМЫС ОҚУ ЖОСПАРЫ (СИЛЛАБУС) 1.1 КУРСТЫҢ ҚЫСҚАША СИПАТТАМАСЫ Автоматты басқару теориясы – табиғаты әртүрлі физикалық объектілерінің автоматты басқару процестерін зерттейтін ғылыми пән. Математикалық құралдардың көмегімен автоматты басқару жүйелерінің қасиеттері анықталады және оларды жобалау бойынша ұсыныстар әзірленеді. Аталған ғылым техникалық кибернетиканың құрамдас бөлігі болып табылады және автоматты басқарудың жалпы принциптерін, сондай-ақ техникалық объектілерді автоматты басқару жүйелерін (АБЖ) талдау (жұмыс істеуін зерттеу) және синтездеу (параметрлерді таңдау) әдістерін жасауға арналған. Курстың мақсаты – студенттердің бейсызықты автоматты басқару және реттеу жүйелерін жобалау мен олардың сипаттамаларын зерттеу қабілеттерін қалыптастыру. Курстың міндеттері: - студенттерге автоматты реттеу принцептерінің теориялық негіздерін оқыту және оларды автоматты басқару және реттеу жүйелерін құрастыруда қолдануды үйрету; - студенттерді автоматты реттеу жүйелерінің аналитикалық талдау тәсілдерімен таныстыру және оларды жүйелердің синтезін жасау кезінде қолдануды үйрету; - студенттерді эксперименталдық немесе компьютерлік зерттеу әдістері арқылы алынған нәтижелердің дұрыстығының дәрежесін анықтауға дағдыландыру; - студенттерді автоматты реттеу жүйелерінің орнықтылығын тексеру әдістерімен таныстырып, орнықты автоматты басқару жүйелерін жобалауға үйрету. Пререквизиттер: 1. Жоғарғы математика I, II; 2. Физика I, II; 3. Электр тізбектерінің теориясы; 4. Комплексті айнымалы функциялардың теориясы; 5. Сызықты автоматты реттеу жүйелері. Постреквизиттер: 1. Бағдарламалық логикалық контроллер. 2. Автоматтандырылған басқару жүйелереін жобалау. Пән бойынша қалыптастын негізгі құзіреттіліктер: Автоматты басқару жүйелерін заманауи қалыптасқан әдістер арқылы зерттеу және жобалау әдістерін қолдану. Пәнді оқыту нәтижелері: Блум таксономиясы деңгейлері Білу және түсіну. - бейсызықты автоматты реттеу жүйелерінің сипаттамаларын модельдеу әдістерін білу және қолдану; - бейсызықты автоматты жүйелердің орнықтылығын зерттеу әдістерін қолдану. Қолдану. Алынған білімді бейсызықты автоматты басқару жүйелерінің модельдерін құрастарып, зерттеуге қолдану. Талдау. Бейсызықты автоматты жүйелердің сипаттамалары мен қасиеттерін салыстырып талдау. Синтез. Алынған білімді және модельдерді бейсызықты автоматты реттеушілердің синтезін жасауға қолдану. Бағалау. Табиғаты әр-түрлі жүйелер үшін бейсызықты автоматты реттеу жүйелерін құрастыруға ұсыныс жасау және жүйе жобаларының бағасын беру. 1.2 ӘДЕБИЕТТТЕР МЕН ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСТАР Негізгі әдебиеттер: 1. Певзнер Л.Д. Практикум по теории автоматического управления. - М.: Высшая школа, 2006. 2. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического управления и регулирования. – М.: Наука, 1979. 3. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования. - М.: Высшая школа, 2006. 4. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1977. 5. Бекбаев А., Сүлеев Д., Хисаров Б. Автоматты реттеу теориясы. – Алматы: Оқулық, 2005. Қосымша әдебиетттер мен интернет-ресурстар: 6. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. - М.: Наука, 1977. 7. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического управления. – М.: Высшая школа, 2006. 8. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления. - М.: Наука, 1986. 9. Демидович Б.П. Лекции по математической устойчивости. М.: Наука, 1967. 1.3 КУРСТЫҢ АКАДЕМИЯЛЫҚ САЯСАТЫ Студент/магистрант барлық сабақтарға қатысуға міндетті. Қандай да бір себептермен сабаққа қатыса алмаған студент/магистрант өтілмеген материалды өзбетінше игеруге міндетті. Студент/магистрант бақылау тапсырмаларын орындауға және бекітілген мерзімде тапсыруға міндетті. Мерзімінен кеш тапсырылған бақылау жұмыстарының бағасы төмендетіледі. Рубеждік бақылау қорытындысы шығарылғанда студенттің/магистранттың сабақтарға қатысымы, өзіндік жұмыстарды орындауы және бекітілген мерзімде тапсыруы, сабақтардағы ауызша және жазбаша жауаптары, рубеждік бақылау жұмысының нәтижесі ескеріледі. Студент/магистрант науқастануына байланысты немесе басқа дәлелді себептермен сабақтарға қатыспай, рубеждік бақылауды мерзімінде тапсыра алмаса, дәлел құжаттар негізінде жеке тапсыру құқығына ие болады. Мұндай жағдайда ұсынылған дәлел құжаттар негізінде рубеждік бақылау мерзімі студент/магистрант үшін жеке бекітіледі. Студент/магистрант сабаққа уақытында келуі тиіс. 10 минуттан артық кешіккен студентті/магистрантты оқытушының сабаққа кіргізбеу құқы бар. Сабақ кезінде ұялы телефондар сөндірілуі тиіс. Мүмкіндігі шектеулі студенттер/магистранттар е-mail арқылы пән оқытушыларынан консультация, әдістемелік көмек алуына болады. 1.4 ҚҰРЫЛЫМДЫҚ-ТАҚЫРЫПТЫҚ ЖОСПАР
*Білім беру бағдарламасының Оқу жоспарынан көшірме. 1.5 КУРСТЫҢ МАЗМҰНЫ 1-МОДУЛЬ: Бейсызықты автоматты реттеу жүйелері 1-тақырып. Бейсызықты жүйелердің негізгі ерекшеліктері. Типтік бейсызықты сипаттамалар. Бейсызықты дифференциалдық теңдеулер. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Негізгі типтік бейсызықты элементтер және оларды АРЖ құрамына енгізу. 2. АРЖ бейсызықты дифференциалдық теңдеулер арқылы сипаттау. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Негізгі типтік бейсызықты элементтердің қасиеттерін зерттеу. 2. АРЖ дифференциалдық теңдеулер арқылы сипаттау. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Техникада жиі кездесетін бейсызықты элементтердің түрлері? 2. Типтік бейсызықты элементтердің теңдеулері мен графиктерін жазып шығу. 3. Типтік бейсызықты элементтерді қандай теңдеулер арқылы сипаттау тиімді? 4. Типтік бейсызықты элементтерді қолданудың қандай шектері бары? Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 2-тақырып. Фазалық жазықтық туралы негізгі мәліметтер. Ерекше нүктелер мен ерекше сызықтар. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Фазалық жазықтық әдісінің негізгі ерекшеліктері мен қолдану алгоритмі. Фазалық траекторияларды құрастыру. 2. Фазалық жазықтық бетінде пайда болатын ерекше нүктелердің түрлері және оларды анықтау әдістері. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Фазалық траекторияларды құрастыру әдістері. Есептерді шығару. 2. Ерекше нүктелерді анықтау және оларды фазалық жазықтытқ бетінде белгілеу әдістері. Есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Фазалық жазықтық әдісінің негізгі кезеңдері? 2. Ерекше нүкте деген не? Ол қандай жағдайда пайда болады? 3. Фазалық портретті құрастыру шарттары. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 3-тақырып. Бейсызықты автоматты реттеу жүйелерін изоклиналар әдісі арқылы зерттеу. Шектік циклдар. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Изоклиналар әдісі туралы негізгі ұғым және осы әдісті фазалық портрет құрастыру үшін қолдану. 2. Шектік циклдар туралы негізгі ұғымдар және олардың орнықтылығы. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Изоклиналар әдісін қолдану арқылы АРЖ фазалық портреттерін құрастыру. 2. Шектік циклдардың орнықтылығы. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Изоклина деген не? Бұл әдісті қандай жағдайда қолданған тиімді? 2. Шектік циклдардың түрлері. Олардың фазалық жазықтық бетіндегі суреттелуі. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 4-тақырып. Орнықтылық туралы ілімді анықтау. Жүйелердің «кіші», «үлкен» және «тұтас» орнықтылығы. Абсолюттік орнықтылық туралы негізгі ұғым. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Бейсызықты жүйелердің орнықтылығы. Олардың түрлері. 2. Автоматты жүйелердің «кіші», «үлкен» және «тұтас» орнықтылығы. 3. Абсолюттік орнықтылық туралы негізгі ұғым. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. АРЖ орнықтылығын анықтауға арналаған еспетерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Бейсызықты жүйелердің орнықтылығының түрлерін анықтау. 2. Орнықтылық түрлерінің қолдану шектері. 3. Абсолюттік орнықтылық туралы негізгі мәліметтер. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 5-тақырып. В.М. Поповтың абсолюттік орнықтылық туралы теоремасы. В.М. Поповтың теоремасы шарттарының графикалық түсіндірмесі. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. В.М. Поповтың абсолюттік орнықтылық туралы теоремасы. 2. В.М. Поповтың теоремасын бейсызықты АРЖ орнықытылығын зерттеуге қолдану. 3. Мысалдарды келтіру. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. В.М. Поповтың абсолюттік орнықтылық туралы теоремасы. Есеп шығару әдістері. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. В.М. Поповтың абсолюттік орнықтылық туралы теоремасы? 2. В.М. Попов теоремасын қолдану шектері қандай? 3. Есептер мен жаттығуларды жасау. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 6-тақырып. А.М. Ляпуновтың екінші әдісі туралы негізгі мәліметтер. Ляпуновтың екінші әдісінің теоремалары. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. А.М. Ляпуновтың функциялары туралы негізгі мәліметтер. 2. А.М. Ляпуновтың екінші әдісінің теоремалары арқылы БАРЖ орнықтылығын анықтау. 3. Мысалдарды келтіру. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. А.М. Ляпуновтың функцияларын құрастыру әдістері. 2. А.М. Ляпуновтың екінші әдісінің теоремалары арқылы БАРЖ орнықтылығын анықтауға есептер шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Ляпунов бойынша орнықытылық анықтамасы. 2. Ляпунов функциялары және оларды құрастыру әдістері. 3. Ляпунов теоремалары. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 7-тақырып. Гармоникалық баланс әдісі. Гармоникалық сызықтандыру және оның коэффициенттері. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Гармоникалық баланс әдісі туралы негізгі мәліметтер. 2. Гармоникалық сызықтандыру коэффициенттері. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Гармоникалық сызықтандыру туралы негізгі мәліметтер. 2. Гармоникалық баланс әдісіне арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Гармоникалық баланс әдісінің негізі. 2. Гармоникалық сызықтандыру коэффициенттерін есептеу амалдары. 3. Негізгі типтіп бейсызықты элементтердің гармоникалық коэффициенттерін есептеп шығару. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 8-тақырып. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістері арқылы бейсызықты АРЖ зерттеу. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістерінің айырмашылығы. 2. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістері арқылы АРЖ орнықытылық параметрлерін анықтау. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістеріне арналған есептерді шығару. 2. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістері арқылы БАРЖ параметрлерді анықтау. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістерінің негізі. 2. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістері арқылы АРЖ орнықытылығы қалай зерттеледі? 3. Л.С. Гольдфарб пен Д. Коченбургер әдістерінің қандай шектеулері бар? Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 2-МОДУЛЬ: Дискретті автоматты реттеу жүйелері 9-тақырып. Дискретті және импульсттік элементтері бар автоматты басқару жүйелері. Модуляция туралы негізгі ілім. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Дискретті АРЖ туралы алғашқы мағлұматтар. 2. Сигналдарды кванттау туралы алғашқы түсініктер. 3. Модуляция және оның түрлері. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Дискретті және импульсттік элементтер жүйелеріне арналған есептерді шығару. 2. Импульстік модуляция түрлерін зерттеуге арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Дискретті АРЖ деп нені айтады? Дискретті АРЖ қолданудың тиімділігі. 2. Сигналдарды кванттау түрлері. 3. Модуляция дегеніміз не және оның түрлері? Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 10-тақырып. Дискретті және импульстік АРЖ математикалық анықталуы. Торлы функциялар. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Торлы функциялар және олардың қасиеттері. 2. Торлы функцияның айырмалары және айырмалық теңдеулер. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Торлы функциялар мен олардың айырмаларын анықтауға арналған есептерді шығару. 2. Айырмалық теңдеулерді шешудің әдістерін зерттеу. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Торлы функция деген не және оның қасиеттері. 2. Торлы функция арқылы дискретті сигналдарды сипаттау? 3. Торлы функцияның айрамысы және оның қасиеттері. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 11-тақырып. Лапластың дискреттік түрлендіруі және оның қасиеттері. Z-түрлендіру. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Лапластың дискреттік түрлендіруі және оның қасиеттері. 2. Z-түрлендіру және оның қасиеттері. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Лапластың дискреттік түрлендіруінің қасиеттерін анықтауға арналған есептерді шығару. 2. Z-түрлендіру қасиеттерін анықтауға арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Лапластың дискреттік түрлендіруі және оның қасиеттері. Сигналадардың кескінін құрастыру. 2. Z-түрлендіру және оның қасиеттері. Сигналадардың кескінін құрастыру. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 12-тақырып. Импульстік автоматты реттеу жүйелерді беріліс функциялар арқылы сипаттау әдістері. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Тұйықталмаған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастыру әдістері. 2. Тұйықталған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастырыру әдістері. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Тұйықталмаған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастырып, олардың қасиеттерін анықтауға арналған есептерді шығару. 2. Тұйықталған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастырып, олардың қасиеттерін анықтауға арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Тұйықталмаған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастыру әдістері. 2. Тұйықталған импульстік автоматты реттеу жүйелердің беріліс функцияларын құрастырыру әдістері. 3. Бейсызықты АРЖ сұлбаларын құрастыру. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 13-тақырып. Импульстік жүйелерді қосу, жинау және салыстырмалы түрде сараптау. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Импульстік жүйелердің беріліс функцияларын қосу әдістері. 2. Мысалдар келтіру. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Импульстік жүйелердің беріліс функцияларын қосу әдістеріне есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Бейсызықты АРЖ толық беріліс функциялары. 2. Бейсызықты АРЖ сипаттамаларын құрастыру. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 14-тақырып. Амплитудалық импульсті модуляциясы бар импульстік жүйелердің орнықтылығын зерттеу. Орнықтылықтың алгебралық критерийі. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Импульстік АРЖ орнықтылығы туралы алғашқы ілім. 2. Импульстік АРЖ орнықтылығының алгебралық критерийінің аналогы. 2. Мысалдар келтіру. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Амплитудалық импульсті модуляциясы бар жүйелердің орнықтылығын анықтау. 2. Импульстік автоматты реттеу жүйелерінің орнықтылығын алгебралық әдістер арқылы анықтауға арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Мебиус ауытыруы деген не және оның мәні қандай? 2. Импульстік АРЖ орнықтылығының алгебралық критерийінің аналогын қолдану шарттары. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. 15-тақырып. Амплитудалық импульсті модуляциясы бар импульстік жүйелердің орнықтылығын зерттеу. Орнықтылықтың жиіліктік критерийі. Дәріс жоспары (1 сағат). 1. Импульстік АРЖ орнықтылығының жиіліктік критерийінің аналогы. 2. Мысалдар келтіру. Практикалық сабақтар жоспары (1 сағат). 1. Амплитудалық импульсті модуляциясы бар жүйелердің орнықтылығын анықтау. 2. Импульстік автоматты реттеу жүйелерінің орнықтылығын жиіліктік әдістер арқылы анықтауға арналған есептерді шығару. Зертханалық сабақ жоспары (0 сағат). Қарастырылмаған. ОСӨЖ арналған бақылау сұрақтары (5 сағат). 1. Михайлов критерийінің дискретті аналогы және оның ерекшеліктері. 2. Аталған критерийдің қолдану шектеулері. Әдебиеттер № 1, 2, 3, 4. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||