Закреплена за кафедрой | НЕT (реорганизована) 72 |
---|---|
Направление подготовки | 44.04.01. Педагогическое образование |
Профиль | Педагог школьного и дополнительного образования в сфере информатики и робототехники |
Форма обучения | Очная |
Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
Учебный план | 44_04_01_ИиР-2-2020 |
|
|
Распределение часов по семестрам
Курс (семестр) | 2 (3) | Итого | ||
---|---|---|---|---|
Недель | 17,329999923706 | |||
Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
Практические | 18 | 18 | 18 | 18 |
Сам. работа | 49 | 49 | 49 | 49 |
Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании
кафедры
НЕT (реорганизована) 72
Протокол от 14.04.2020 г. № 8
Заведующий кафедрой д.п.н., профессор Морозова О.П.
1.1. | получение базовых знаний о методах анализа и синтеза систем с обратной связью, в том числе с компьютером в качестве устройства управления. овладение математическим аппаратом, применяемым для описания моделей систем управления. получение навыков применения компьютерных систем управления в робототехнике. |
---|
Цикл (раздел) ООП: Б1.В.03 |
ПК-1 | Способен организовывать и осуществлять обучение по информатике и робототехнике в образовательных организациях основного общего, среднего общего образования в сфере информатики и робототехники |
ПК-2 | Способен организовывать и осуществлять воспитательную деятельность в организациях основного общего, среднего общего образования |
ПК-4 | Способен организовывать деятельность обучающихся по освоению дополнительной общеобразовательной программы по информатике и робототехнике |
В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
3.1. | Знать: |
---|---|
3.1.1. | основные термины, понятия и определения теории автоматического управления принципы построения и работы современных компьютерных систем управления структуру робототехнической системы и роль компьютерного управления в её функционировании виды математических моделей, отражающих динамические свойства линейных систем автоматического управления передаточные и частотные характеристики элементов САУ виды и характеристики сенсорных и исполнительных элементов робототехнических систем |
3.2. | Уметь: |
3.2.1. | строить математические модели систем автоматического управления (САУ) использовать современную вычислительную технику и программные продукты для анализа и синтеза САУ выбирать и применять контроллеры для компьютерных систем управления описывать динамику элементов систем автоматического управления с помощью дифференциальных уравнений (ДУ) реализовывать межпредметные связи при разработке и применении компьютерных систем управления организовать учебную деятельность в области дополнительного образования по разработке и применению компьютерных систем управления |
3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
3.3.1. | пакетами прикладных программ для моделирования компьютерных систем управления пакетами прикладных программ для проектирования компьютерных систем управления технологией подготовки учебных проектов с применением компьютерных систем управления операторным методом решения дифференциальных уравнений методами настройки ПИД-регуляторов методами оценки качества регулирования. |
Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
---|---|---|---|---|---|---|
Раздел 1. Классификация и математические методы описания и моделирования непрерывных систем управления | ||||||
1.1. | Структура робототехнической системы и роль компьютерного управления в её функционировании. Основные термины, понятия и определения теории автоматического управления. Классификация систем автоматического управления (САУ) и краткая характеристика классов. | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.4, Л1.1 |
1.2. | Структура робототехнической системы и роль компьютерного управления в её функционировании. Основные термины, понятия и определения теории автоматического управления. Классификация систем автоматического управления (САУ) и краткая характеристика классов. | Сам. работа | 3 | 4 | ||
1.3. | Виды и характеристики сенсорных и исполнительных элементов робототехнических систем. Описание динамики элементов систем автоматического управления с помощью дифференциальных уравнений (ДУ). | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-2 | Л1.2, Л2.4 |
1.4. | Составление и решение дифференциальных уравнений систем управления. | Практические | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
1.5. | Виды и характеристики сенсорных и исполнительных элементов робототехнических систем. Описание динамики элементов систем автоматического управления с помощью дифференциальных уравнений (ДУ). | Сам. работа | 3 | 6 | ||
1.6. | Переход от ДУ к алгебраическим уравнениям относительно комплексной переменной р. Преобразование Лапласа и его свойства. Примеры расчета изображений типовых сигналов. Операторный метод решения дифференциальных уравнений. | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.4 |
1.7. | Операторный метод решения дифференциальных уравнений.Расчёт передаточных характеристик звеньев систем управления. | Практические | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
1.8. | Переход от ДУ к алгебраическим уравнениям относительно комплексной переменной р. Преобразование Лапласа и его свойства. Примеры расчета изображений типовых сигналов. Операторный метод решения дифференциальных уравнений. | Сам. работа | 3 | 6 | ||
1.9. | Частотные характеристики звеньев САУ. Логарифмические частотные характеристики элементов САУ. Переходная и импульсная переходная характеристика элемента САУ. | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
1.10. | Расчёт передаточных, частотных и временных характеристик звеньев систем управления. | Практические | 3 | 2 | ПК-2 | Л1.2, Л2.4 |
1.11. | Частотные характеристики звеньев САУ. Логарифмические частотные характеристики элементов САУ. Переходная и импульсная переходная характеристика элемента САУ. | Сам. работа | 3 | 6 | ПК-2 | Л2.1, Л1.2 |
1.12. | Классификация типовых звеньев систем автоматического регулирования.Передаточные, частотные и временные характеристики | Лекции | 3 | 2 | ПК-1, ПК-2 | Л1.2 |
1.13. | Расчёт передаточных, частотных и временных характеристик типовых звеньев систем управления. | Практические | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.4 |
1.14. | Расчёт передаточных, частотных и временных характеристик типовых звеньев систем управления. | Сам. работа | 3 | 6 | ||
1.15. | Оценка качества управления. Показатели качества управления в статическом и динамическом режиме работы системы управления. | Лекции | 3 | 1 | ПК-2, ПК-4 | Л1.2 |
1.16. | Рачёт показателей качества управления. Расчет статической ошибки в статической и астатической системе. | Практические | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
1.17. | Оценка качества управления. Показатели качества управления в статическом и динамическом режиме работы системы управления. | Сам. работа | 3 | 4 | ПК-2 | |
1.18. | ПИД-регуляторы. Сравнительный анализ законов регулирования. Временные и частотные характеристики ПИД-регулятора. Сравнительный анализ П, ПИ и ПИД-регулятора. | Лекции | 3 | 1 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2 |
1.19. | Расчёт параметров ПИД-регулятора. Особенности реальных регуляторов. Автоматическая настройка и адаптация. | Практические | 3 | 2 | ПК-1, ПК-4 | Л1.1 |
1.20. | ПИД-регуляторы. Идентификация моделей динамических систем. Классический ПИД-регулятор. Модификации ПИД-регулятора. | Сам. работа | 3 | 4 | ||
Раздел 2. Программно-аппаратное обеспечение компьютерных систем управления | ||||||
2.1. | Аппаратная база компьютерных систем управления. Классификация и характеристика контроллеров, применяемых в робототехнике. | Лекции | 3 | 1 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.2 |
2.2. | Аппаратная база компьютерных систем управления. Классификация и характеристика контроллеров, применяемых в робототехнике. | Сам. работа | 3 | 5 | ПК-2 | Л2.4 |
2.3. | Классификация и характеристика сред для разработки программного обеспечения компьютерных систем управления. | Лекции | 3 | 1 | Л1.2 | |
2.4. | Разработка компьютерной системы управления на базе контроллера Arduino. | Практические | 3 | 6 | ПК-1, ПК-4 | Л1.2, Л2.4 |
2.5. | Разработка компьютерной системы управления на базе контроллера Arduino. | Сам. работа | 3 | 8 | ПК-2 | Л2.2, Л2.3 |
5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
См. Приложени (Фонд оценочных средств). |
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
См. Приложени (Фонд оценочных средств). |
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
См. Приложени (Фонд оценочных средств). |
6.1. Рекомендуемая литература | ||||
6.1.1. Основная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л1.1 | Жуков К.Г. | Модельное проектирование встраиваемых систем в LabVIEW: | М. : ДМК Пресс // ЭБС "Лань", 2011 | |
Л1.2 | Б.И. Коновалов, Ю.М. Лебедев | Теория автоматического управления: учебное пособие | Лань, 2010 | |
6.1.2. Дополнительная литература | ||||
Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
Л2.1 | Дьяконов В.П. | MATLAB 7.*/R2006/R2007: Самоучитель: учебное пособие | М.:ДМК Пресс, 2009 | |
Л2.2 | Баран Е.Д. | LabVIEW FPGA. Реконфигурируемые измерительные и управляющие системы: | М. : ДМК Пресс. // ЭБС "Лань", 2009 | https://e.lanbook.com/book/1095. |
Л2.3 | Суранов А.Я. | LabVIEW 8.20: Справочник по функциям: Справочник | М.: ДМК Пресс // ЭБС "Лань", 2009 | e.lanbook.com |
Л2.4 | В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов [и др.] | Теория автоматического управления: Учебник для вузов | М.: Высшая школа, 1999 | |
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
Название | Эл. адрес | |||
Э1 | ТАУ энциклопедия. [Электронный ресурс] Режим доступа:http://tau-wiki.ru/index.php | |||
Э2 | Единое окно доступа к образовательным ресурсам, раздел «Теория систем автоматического регулирования» ( Профессиональное образование/Образование в области техники и технологий/Кибернетика/ Теория систем автоматического регулирования / Ресурсы).[Электронный ресурс] Режим доступа:http://window.edu.ru/catalog?p_rubr=2.2.75.7.9 | |||
Э3 | Курс "Компьютерные системы управления" в Moodle | portal.edu.asu.ru | ||
6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
Microsoft Windows Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader | ||||
6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
Аудитория | Назначение | Оборудование |
---|---|---|
001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
304К | лаборатория телекоммуникаций и цифрового телевидения центр систем автоматизации и управления - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 10 посадочных мест; рабочее место преподавателя; стеллажи под лабораторное оборудование; проектор: марка INFOCUS модель IN24 - 1 единица; программно-аппаратный комплекс измерения технологических параметров на базе плат, система сбора данных AFS, средства отладки и программирования DL-NEXYS, станции паяльные ERSA (2шт.), телефон системный Panasonic KX-DT321RU-B (2шт.), IP-платформа Panasonic KX-NCP1000RU, Анализатор спектра R&S FSH8, модальная система анализа и генерации сигналов, персональные портативные устройства сбора данных NI myDAQ; методические указания по выполнению лабораторных работ по курсам "Техника приема и обработки сигналов", "Проектирование устройств на ПЛИС", "Цифровая и микропроцессорная техника". |
Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
519М | электронный читальный зал с доступом к ресурсам «ПРЕЗИДЕНТСКОЙ БИБЛИОТЕКИ имени Б.Н. Ельцина» - помещение для самостоятельной работы | Учебная мебель на 46 посадочных мест; 1 Флипчарт; компьютеры; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" и доступом в электронную информационно-образовательную среду; стационарный проектор: марка Panasonic, модель PT-ST10E; стационарный экран: марка Projecta, модель 10200123; система видеоконференцсвязи Cisco Telepresence C20; конгресс система Bosch DCN Next Generation; 8 ЖК-панелей |
См. Приложени (Фонд оценочных средств). |