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



1-ое ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ Рф



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Русской ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное экономное образовательное учреждение высшего проф образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ Институт «ГОРНЫЙ»



Согласовано


_______________________

Утверждаю


______________________

Управляющий ООП

по направлению 220700

доц. А.А. Кульчицкий

Зав. кафедрой АТПП

доц. А Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки.А. Кульчицкий



^ Программка 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 индустрии


Квалификация (степень) выпускника: бакалавр


Форма обучения: очная


Составители:

Доцент каф. АТПП Э.Д Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки.Кадыров

Доцент каф. АТПП А.Ю.Фирсов


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

1.Цели и задачки дисциплины:

Дисциплина “ CASE средства при проектировании систем управления ” призвана познакомить студента, обучающегося по направлению 220700 “Автоматизация технологических процессов и производств”, с способами автоматического проектирования Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки и разработки программных товаров с внедрением разных инструментальных средств. Цель дисциплины заключается в обучение студентов основам и способам автоматического проектирования, нужным при проектировании, исследовании, производстве и эксплуатации систем и средств автоматизации Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки и управления. Задачками исследования дисциплины являются: освоение главных принципов построения систем автоматического проектирования, математических и методологических основ и технического обеспечения анализа и оптимизации проектных решений, форм представления задач проектирования, главных программных средств Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки поддержки процесса проектирования и подготовки проектной документации, видов применяемых при всем этом моделей и других математических способов постановки и решения задач проектирования, анализа, синтеза и оптимизации систем автоматического управления.


^ 2. Место дисциплины в Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки структуре ООП:

Дисциплина “ CASE средства при проектировании систем управления” относится к вариативной части проф дисциплин. Данная дисциплина базируется на познаниях, приобретенных в итоге исследования дисциплин “Проектирование автоматических систем” и “Встроенные системы Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки проектирования и управления”. Для исследования дисциплины студенты также должны уметь программировать и работать на компьютере в объеме курса: "Программирование и базы алгоритмизации". Дисциплина в свою очередь является базой для курсового проектирования Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки и выпускной бакалаврской работы.


^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс исследования дисциплины ориентирован на формирование последующих компетенций:

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

способностью осваивать средства программного обеспечения автоматизации и управления, их Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки сертификации (ПК-26);

способностью учить и рассматривать нужную информацию, технические данные, характеристики и результаты работы, обобщать их и классифицировать, проводить нужные расчеты с внедрением современных технических средств и программного обеспечения Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки (ПК-38).


В итоге исследования дисциплины студент должен:

    Знать:

виды обеспечения САПР и их предназначение, состав, применение. Математические и методически базы САПР; тенденции развития САПР; способы проектирования при помощи современной САПР. Виды оптимизации, анализа Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки и синтеза. Математические базы оптимизации результатов проектирования, программные средства для оптимизации проектирования и способы их внедрения на практике. Способы формализации задач проектирования, анализа и синтеза проектных решений; виды шагов проектирования и комплектность документации на Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки каждом шаге.



    Уметь:

ориентироваться во огромном количестве инструментальных средств, поддерживающих процесс разработки системы управления на разных стадиях, представлять области их внедрения и ограничения по типам решаемых задач;

использовать пакеты прикладных программ для Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки решения практических задач проектирования;

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

использовать численные способы для оптимизации регуляторов;

использовать принципы и способы математической формализации задачки проектирования Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки; решать исследовательские и проектные задачки с внедрением компов; использовать инструментальные программные средства в процессе разработки и эксплуатации систем управления.

.


    Обладать:

современными программными средствами подготовки конструкторско-технологической документации;

принципами и способами моделирования, анализа, синтеза Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки и оптимизации систем и средств автоматизации.



    ^ 4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудозатратность 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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки (ЛР)

11

11










^ Самостоятельная работа (всего)

50

50










В том числе:

-







-

-

Курсовой проект (работа)
















Расчетно-графические работы




12










Реферат
















^ Другие виды самостоятельной работы


































Вид промежной аттестации (зачет, экзамен)




экз










Общая трудозатратность час

зач. ед.

123













4.064














^ 5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины


№ п/п

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

Содержание раздела

1

Понятие о CASЕ-технологиях.

Автоматическое проектирование систем управления с внедрением CASE-технологий. Понятие о CASЕ-технологиях. Систематизация CASE-технологий. Инструментальные средства поддержки технологий и их классы. Принципы организации проектирования с внедрением CASE средств. Анализ Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки многофункциональных способностей CASE средств разных классов. Интерфейсы меж CASE средствами и особенности их функционирования. Системный подход к инженерному проектированию. Программное, лингвистическое, математическое, техническое, информационное, методическое, организационное обеспечение САПР. Иерархическая Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки структура уровней проектирования и проектных спецификаций. Стадии проектирования АСУ ТП. Структура и разновидности САПР. Этапы САПР.

2

Математическое обеспечение проектных решений.

Составляющие математического обеспечения, математический аппарат в моделях различного иерархического уровня, требования к математическим моделям и Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки численным способам в САПР. Аспекты оптимизации. Постановка задачки параметрической оптимизации и способы ее решения. Систематизация задач оптимизации. Особенности градиентного способа и применимость его к задачке оптимизации регуляторов. Сущность градиентного способа. Сущность Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки способа одномерной дихотомической оптимизации, способа одномерной оптимизации способом чисел Фибоначчи, способа Розенброка, способа Хука-Дживса (конфигураций), способа Недлера-Мида (деформируемого полиэдра), способа наискорейшего спуска, способа Флетчера-Ривса (сопряженных градиентов), способа Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки Ньютона, способа Девидона-Флетчера-Пауэла (переменной метрики) для оптимизации. Ограничения применимости этих способов, их плюсы и недочеты.

3

Примеры CASE-средств для проектировании систем управления

Системы класса CAD (Solid Works, CATIA). Системы класса CAE Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки (Пакеты Matlab, Simulink, Optimization Toolbox для Matlab, Aspen Plus, Aspen Dynamics). САПР E3 series.


4

Способы подготовки технико-экономического обоснования проектов сотворения систем.

Цели, задачки и способы подготовки технико-экономического обоснования проектов сотворения систем и Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки средств автоматизации и управления;

сбор и анализ начальных данных для расчёта и проектирования устройств и систем автоматизации и управления. Главные аспекты для выбора аппаратной реализации систем управления и стабилизации. Микроконтроллеры, сигнальные Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки микропроцессоры, ПЛК, ПК.

Моделирование, анализ и автоматическая оптимизация систем автоматического управления.


^ 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (следующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, нужных для исследования обеспечиваемых (следующих Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки) дисциплин

1

2

3

4
















1.

Проектировании автоматических 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

Главные аспекты для выбора Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки аппаратной реализации систем управления. и стабилизации.

4

7

3







14

4

Способы подготовки технико-экономического обоснования проектов сотворения систем.

8

4










12


^ 6. Лабораторный практикум

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1

2

Лучшая настройка ПИД-регулятора при помощи Optimization Toolbox в пакете Matlab Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки.

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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки, расчет в ней процесса термообмена и следующий 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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки 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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки в САПР E3 series.

2


^ 7. Практические занятия (семинары)

№ п/п

№ раздела дисциплины

Тема практических занятий (семинаров)

Трудо-емкость

(час.)

1

3

Базы работы в системе SolidWorks.

1

2

3

Базы работы в CAE-системе Comsol Multiphysics.

2

3

3

Исследование интерфейса системы автоматического проектирования Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки E3 series.

2

4

3

Базы 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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки в системе Aspen Dynamics.

2


^ 8. Примерная тема курсовых проектов (работ) не предвидено

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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки: Солон-Пресс, 2008 г.,- 224 с.

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

3. Ли К. Базы САПР (CAD/CAM/CAE). – СПб.:Питер Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки, 2004. -560с.

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

5. Техно документация в составе системы Aspen.


б) дополнительная литература

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

2. SolidWorks Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки. 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 Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки) базы данных, информационно-справочные и поисковые машины

веб-сайт Schneider Electric, веб-сайт National Instruments, веб-сайт MathWorks.

^ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Для выполнения лабораторных работ, и дизайна отчетов употребляются компы кафедрального Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки вычислительного центра c особым программным обеспечением. Лекции по дисциплине проводятся в аудиториях, оснащённых мультимедийным оборудованием.


^ 11. Методические советы по организации исследования дисциплины:

Практические занятия проводятся в аудиториях, снабженными компьютерами с особым программным обеспечением, также Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки программными средствами для проведения компьютерных телеконференций (средствами удаленного доступа к рабочим столам). Для текущего контроля употребляются тестовые контрольные работы на усвоение теоретических познаний и собеседование с педагогом при защите лабораторных Программа учебной дисциплины «case-средства при проектировании систем управления» Направление подготовки работ.


Разработчики:

Каф. АТПП доцент Э.Д. Кадыров


Каф. АТПП доцент А.Ю. Фирсов


Специалисты:


____________ ___________________ ________________


____________ ___________________ ________________



programma-uchebnoj-disciplini-praktikum-po-metodike-samostoyatelnoj-raboti.html
programma-uchebnoj-disciplini-prikladnoe-programmnoe-obespechenie-dlya-napravleniya-040100-62-sociologiya-podgotovki-bakalavra.html
programma-uchebnoj-disciplini-prodvizhenie-politicheskih-i-kommercheskih-idej-i-tovarov-na-vnutrennem-i-mezhdunarodnom-rinkah-social-and-commercial-promotion-of-political-ideas-and-goods.html