Домой

Новости

О кафедре

Научная работа

Направления

Конференции

Аспиранты

Учебная работа

Преподаватели

Публикации

Разработки

Фотоальбом

 

Скачать всю страницу кафедры

поиск

Дата последних изменений


Кафедра Компьютерно-Интегрированных
Систем в Химической Технологии
РХТУ
Программа обучения аспирантов по специальности 05.13.06

Программа обечения аспирантов по специальности 05.13.06

Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)

    В основу программы положены следующие вузовские дисциплины: "Теория автоматического регулирования", "Теория автоматического управления".

1. Основы теории автоматического регулирования и управления

    Краткий исторический очерк развития. Системы автоматического управления: классификация, функциональные схемы. Системы автоматического регулирования (САР).
    Системы с постоянными и распределенными параметрами. Способы математического описания систем автоматического управления и их элементов. Линеаризация. Описание линейных систем с постоянными и распределенными параметрами. Характеристики "вход-выход": передаточные функции, частотные функции и характеристики, временные характеристики. Структурные схемы и их преобразование. Типовые звенья.
    Устойчивость линейных систем автоматического регулирования. Постановка задачи. Алгебраические критерии устойчивости. Частотные критерии устойчивости. Суждение об устойчивости на основании критерия Найквиста по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой системы. Запасы устойчивости.
    Качество процессов управления и прямые методы исследования. Показатели качества. Качество регулирования при типовых воздействиях. Вынужденная составляющая ошибки. Порядок астатизма систем автоматического управления. Частотный метод построения процессов управления.
    Косвенные методы исследования качества процессов управления. Общая характеристика косвенных методов исследования переходных процессов. Частотные методы исследования качества процессов управления. Интегральные оценки качества переходных процессов.
    Дифференциальные уравнения линейных систем с переменными параметрами и методы их решения. Исследование нестационарных систем с привлечением аппарата импульсных переходных функций и передаточных функций. Метод замороженных коэффициентов, метод Заде, метод Солодовникова.
    Особенности исследования устойчивости нестационарных систем.
    Особенности нелинейных систем. Уравнения нелинейных САР. Типовые нелинейности. Автоколебения. Методы исследования свободных колебаний в системах высокого порядка.
    Фазовое пространство. Метод фазовой плоскости. Связь временного процесса с фазовой траекторией.
    Скользящие режимы: метод припасовывания, метод малого параметра.
    Гармоническая линеаризация.
    Понятие о качестве переходного процесса и коррекции в нелинейных САР. Исследование качества переходных процессов нелинейных САР. Исследование качества переходных процессов нелинейных САР с помощью электронных цифровых и аналоговых вычислительных машин.
    Классификация дискретных систем: импульсные, релейные, цифровые системы. Особенности дискретных систем и области применения Методы исследования линейных импульсных систем. Уравнения импульсных систем. Дискретное преобразование Лапласа, Z-преобразование. Передаточные функции, частотная и импульсная характеристика Импульсных САР. Частотные методы синтеза импульсных САР. Непрерывная модель импульсной системы, условия ее применения на основе теоремы В.А. Котельникова.
    Алгебраическая теория многомерных систем. Анализ устойчивости. Понятие о методах декомпозиции. Методы анализа и синтеза многомерных и нестационарных систем. Управляемость и наблюдаемость.
    Описание случайных процессов с помощью моментов. Корреляционная функция и спектральная плотность, их экспериментальное определение. Прохождение случайного сигнала через линейные, нелинейные и дискретные системы. Идея формирующего фильтра. Статистическая линеаризация нелинейных систем. Способы определения коэффициентов статистической линеаризации.
    Определение характеристик объектов управления методами активного эксперимента. Методы определения временных характеристик. Определение частотных характеристик с помощью регулярных и стохастических воздействий. Методы обработки результатов эксперимента. Определение характеристик объектов в условиях нормальной эксплуатации.
    Модели объектов с сосредоточенными и распределенными параметрами. Построение моделей объектов управления по экспериментальным данным. Регрессионные модели. Определение математических моделей объектов по экспериментальным временным и частотным характеристикам.

2. Теория оптимального управления

    Постановка задачи оптимального управления объектами. Решение задач на условный экстремум. Функция многих переменных, метод множителей Лагранжа. Решение задач на условный экстремум функционала. Вариационное исчисление. Принцип максимум Л.С. Понтрягина. Уравнение Беллмана. Задачи на быстродействие, теорема об n-интервалах. Задача синтеза оптимальных алгоритмов управления для линейных динамических объектов при квадратичном критерии управления. Сравнительная оценка, основные преимущества и недостатки аналитических методов решения экстремальных задач.
    Самонасраивающиеся системы. Поисковые системы экстремального управления. Разомкнутые, замкнутые и комбинированные схемы экстремальных систем. Способы построения экстремальных регуляторов. Беспоисковые самонастраивающиеся системы. Системы с эталонной моделью. Самонастраивающиеся системы с пробным сигналом. Разомкнутые, замкнутые и комбинированные схемы беспоисковых самонастраивающихся систем.

3. Автоматизация производственных процессов

    Общие сведения о производственном процессе как объекте автоматизации. Схемы автоматизации. Показатели производственного процесса. Показатели поточного производственного процесса. Общие сведения об эрготических производственных процессах и системах.
    Принципы построения автоматов и автоматических линий.
    Особенности автоматизации производственных процессов. Чувствительность производственного процесса. Математические модели производственных процессов. Модель в виде графа. Модель в виде системы массового обслуживания. Лингвинистическая модель. Семиотические и знаковые модели.
    Основные методы моделирования. Оптимизация процессов управления в автоматических системах. Методы исследования синтеза и оптимизация больших автоматических систем. Применение специализированных ЭВМ в системах автоматического управления производственными процессами.

4. Манипуляторы и роботы

    Конструкции роботов и манипуляторов. Технологические возможности. Привод манипуляторов и роботов. Диссипативные свойства манипуляторов и роботов. Энергетический баланс.
    Системы управления. Программное управление. Управление с обратной связью. Интегральные роботы.

Литература

  1. Техническая кибернетика. Под ред. В.В. Солодовникова. Кн. 1-3. М., "Машиностроение", 1967-1969.
  2. Бессекерский Б.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М., "Наука", 1972.
  3. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гимкрелидзе Р.В., Мещенко К.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М., физматгиз, 1961.
  4. Артоболевский И.И., Кобринский А.Е. Роботы. М., "Машиностроение", 1970.
  5. Красовский А.А. Аналитическое конструирование. М., "Машиностроение", 1969.
  6. Теория систем с переменной структурой. Под ред. С.В. Емельянова. М., "Наука", 1972.
  7. Белман Р., Колба Р. Динамическое программирование и современная теория управления. М., "Наука", 1969.
  8. Солодовников В.В., Матвеев П.С. Расчет оптимальных систем автоматического управления при наличии помех. М., "Машиностроение", 1973.
  9. Основы автоматического управления. Под ред. В.С. Пугачева. М., "Наука", 1968.