Қазақстан Республикасының білімжәне ғылым министрлігі

(Syllabus) титулдық ПМУ ҰС Н 7.18.4/19

парағы


Қазақстан Республикасының білімжәне ғылым министрлігі
С. Торайғыроватындағы Павлодар мемлекеттік университеті
«Көліктік техника және логистика» кафедрасы

ПӘН БАҒДАРЛАМАСЫ (Syllabus)
OTAU 3306 Автоматты басқару теориясы негіздері

Павлодар

Пәнбағдарламасын Нысан

(Syllabus) бекіту парағы ПМУ ҰС Н 7.18.4/19

ММжК факультетінің

деканы______Т.Т. Тоқтағанов

«___»_____________20__ ж.

Құрастырушы: ___________________________профессор А. Нұржауов

Пәннің бағдарламасы (Syllabus)
OTAU 3306 Автоматты басқару теориясы негіздері

5В071300 – Көлік, көліктік техника және технологиялар мамандығының күндізгі оқу нысанындағы студенттеріне арналған

Факультеттің Оқу әдістемелік кеңесінде құпталған «___»______20__ ж.

№___ хаттама
ОӘК төрағасы ________________ Н. С. Сембаев «___»______20__ ж.


1 Пәннің оқу құжаты

Пәннің атауы «Автоматты басқару теориясы негіздері»

ЖОО компонент пәні

Барлығы – 2 кредит

Курс: 3

Семестр: 6

Барлығы аудиториялық сабақтар – 30 сағат

Дәрістер – 15 сағат

Тәжірибелік – 15 сағат

СӨЖ – 60 сағат

Соның ішінде СӨЖМ – 15 сағат

Жалпы еңбек сыйымдылығы – 90 сағат

Бақылау нысаны

Емтихан – 6 семестр

Пререквизиттер

Осы пәнді меңгеру үшін төмендегі пәндерді меңгеру кезінде алынған білім, икемділік және машықтар қажет:

«Жоғары математика», «Физика», «Теориялық механика», «Машиналар және механизмдер теориясы», «Машиналар бөлшектері және құрастырудың негіздері» және көліктік техниканың (автомобилдер, тракторлар, локомотивтер, вагондар, экскаваторлар, бульдозерлержәне т.б.) құрылысы жөніндегі арнайы пәндер.

Постреквизиттер

Пәнді меңгеру кезінде алынған білім, икемділік және машықтар диплом алдындағы өндірістік тәжрибені өту және дипломдық жұмыста пайдалану үшін қажет.

Аты-жөні - Нұржауов Амангелді

Ғылыми дәрежесі, лауазымы, мамандығы – техника ғылымдарының докторы, профессор

«Көліктік техника және логистика» кафедрасы, Б-220,

телефон: 67-36-23 (1216)

E-mail: amankz@inbox.ru

«Автоматты басқару теориясы негіздері» пәні 5В071300 – Көлік, көліктік техника және технологиялар мамандығы бойынша бакалаврлар, соңынан «Автомобиль және трактор жасау», «Іштен жанатын қозғауыштар», «Локомотивтер және вагондар»,»Көтеруші-тасымалдаушы машиналар», «Жерқазушы машиналар» мамандықтары бойынша магистрлар дайындау үшін арналған пәндерінің элективтік құрастырушыларының бірі болып табылады.

«Автоматты басқару теориясы негіздері» пәнін оқытудың мақсаты студенттерің автоматтық жүйелердің жалпы схемаларының құралысы, динамикалық процестердің түріне қарап олардың жіктелінуі, процестердің дифференциалды теңдеулері арқылы байымдалуы және түзулендіруі, автоматтық жүйенің орнықтылығын бағалау, реттеу процесінің дәлдігі мен сапасын арттыру мәселері туралы білімін осы мақсатта көліктік машиналардың, атап айтқанда машина-трактор агрегаттарының, кейбір жұмыс процестерін автоматтандыру жолдарымен таныстыру болып табылады.

«Автоматты басқару теориясы негіздері» пәнін оқып үйрену барысында, студент:

автоматтық басқару, реттеу және бақылау жүйелеріне анализ және синтез жүргізуді, әртүрлі автоматтық жүйелердің статикалық және динамикалық сипаттамаларын анықтауды іске асыра алатын болуы,

алған білімді дифференциалдық теңдеулердің коэффициенттерін тауып алудағы, АРЖ-ның орнықтылығын, тездігін және басқа қасиеттерін анықтауда, автомобиль және трактордың автоматтық жүйесін жасап шығару мәселелерін өз бетімен шешуде қолдана алуы,

АРЖ-ның структуралық схемаларын түрлендіруге, оның эквивалентті беріліс функциясын анықтауға машықтануы,

Көліктік техника процестерін автоматтандырудың маңызы.

Автоматтар және автоматты реттеуіш жүйелері.

Әр сұрақтың қысқаша мазмұны:

Көліктік машиналардың жұмыс процестерін автоматтандырудың негізгі бағыттары. Динамикалық процестердің сипатына қарап автоматтық жүйелердің жіктелінуі.

Автоматты реттеуші жүйенің құраушылары.

Реттелінуші нысан.

Автоматты реттеуіш.

Тұйықталған автоматтық жүйе туралы мағлұматтар. Үздіксіз автоматтық жүйелер. Дискретті және релейлік автоматтық жүйелер. Статикалық және астатикалық реттеуіштер. Қатаң кері байланысы бар автоматтық реттеуіштер. Икемді кері байланысы бар автоматтық реттеуіштер.

АРЖ-ның элементтері.

Реттелінуші нысанның теңдеуі.

Реттеуіштің теңдеуі.

Реттелінуші нысан мен реттеуіштен тұратын АРЖ-нің теңдеуі.

Әр сұрақтың қысқаша мазмұны:

Автоматтық реттеуші жүйенің элементтері. Реттеу обьектісі және оның процестерінің теңдеулері. Сезгіш элементтердің түрлері және олардың процестерінің теңдеулері. Тапсырушы құрылым және оның процестерінің теңдеулері. Салыстырушы элементтер және олардың процестерінің теңдеулері. Күшейткіштердің түрлері және олардың процестерінің теңдеулері. Автоматтық реттеу жүйесінің дифференциалдық теңдеулерін құрастыру тәсілдемесі.

Беріліс функциясы.

АРЖ-нің сипаттамалары.

АРЖ-нің жиілік сипаттамаларын талдау.

Беріліс функциясы және оның анықтамасы. Өткінші процес туралы ұғым. Автоматтық реттеу жүйесінің уақыттық динамикалық сипаттамасы. Автоматтық реттеу жүйесінің жиілік динамикалық сипаттамалары. Амплитудалық жиілік сипаттамасы. Фазалық жиілік сипаттамасы. Амплитудалық фазалық жиілік сипаттамасы. Беріліс функциясы бойынша амплитудалық жиілік сипаттамасын сызу.

Автоматты реттеу жүйесінің типтік буындары.

АРЖ-нің типтік буындарының теңдеулері.

АРЖ-нің типтік буындарының сипаттамалары.

Күшейтуші буын және оның сипаттамалары. Апериодикалық буын және оның сипаттамалары. Интегралдаушы буын және оның сипаттамалары. Тербелтуші буын және оның сипаттамалары. Дифференциалдаушы буын және оның сипаттамалары.

Автоматты реттеуші жүйелері буындарының бірі бірімен жалғану түрлері.

АРЖ-нің структуралық схемалары.

Структуралық схемалары бойынша АРЖ-нің беріліс функцияларын анықтау.

Буындарды тізбектеп жалғау. Буындарды параллель жалғау. Кері байланысы бар буындар тізбесі. Автоматты реттеу жүйесі структуралық схемаларын түрлендіру. Бірконтурлы тұйықталған автоматтық реттеу жүйесінің беріліс функциясы.

Автоматты реттеуші жүйенің орнықтылығы.

АРЖ орнықтылығының критерийлері.

АРЖ орнықтылығын критерийлері бойынша анықтау.

Автоматтық реттеу жүйесінің орнықтылығының Ляпунов бойынша критериі (шарты). Автоматтық реттеу жүйесінің орнықтылығының Гурвиц критериі. Орнықтылықтың Вышнеградский критериі. Орнықтылықтың Михайлов критериі. Орнықтылықтың Найквист-Михайлов критериі. Д-бөлуі тәсілі. Логарифмдік жиілік сипаттама бойынша орнықтылықты анықтау.

АРЖ-дегі кері байланыстардың түрлері.

Әртүрлі буындарды кері байланыспен тұйықтаудың нәтижелері.

Әр сұрақтың қысқаша мазмұны:

Негізгі кері байланыс. Оң және теріс кері байланыстар. Қарапайым қатаң кері байланыс. Қарапайым және инерциялы икемді кері байланыстар. Интегралдаушы буынды қатаң кері байланыспен тұйықтау. Инерциялы интегралдаушы буынды қатаң кері байланыспен тұйықтау. Интегралдаушы буынды инерциялы қатаң кері байланыспен тұйықтау.Екінші тәртіптегі буынды қарапайым қатаң кері байланыспен тұйықтау. Апериодикалық буынды қарапайым икемді кері байланыспен тұйықтау.Интегралдаушы буынды қарапайым икемді кері байланыспен тұйықтау. Интегралдаушы буынды инерциялы икемді кері байланыспен тұйықтау.

Реттеу процесі сапасының көрсеткіштері.

Реттеу процесі сапасын бағалау тәсілдері.

Әр сұрақтың қысқаша мазмұны:

Реттеу процесі сапасының көрсеткіштері.Автоматтық жүйенің тезәсерлігі және өткінші процестің ұзақтығы. Асыра реттеудің шамасы. Өткінші процес кезіндегі тербелістің толық саны. Логарифмдік өшудің декременті. Реттеудің дәлдігі. Реттеудің сапасын бағалау. Реттеу процесін бағалаудың алгебралық, интегралдық және жиілік тәсілдері. Сызықсыз автоматтық жүйелер және оларды талдау тәсілдері туралы ұғымдар (фазалық траекториялар, нүктелі түрлендіру, гармоникалық анализ тәсілдері).

Авто-трактор агрегаттарының жұмыс процестерін автоматтандырудың негізгі бағыттары.

Авто-трактор агрегаттары трансмиссияларының автоматикасы.

Авто-трактор агрегаттары қозғалысын автоматты басқару.

Трактор агрегаттарының автоматикасы. Трактор агрегатымен орындалатын негізгі операцияларды автоматтандыру. Трактордың күштік беріліс жүйесін автоматтандыру. Машина трактор агрегатының қозғалысын автоматты басқару.Трактор агрегатының жұмыс процестерін автоматтандыру. Вакуумды және гидравликалы басқарылмалы автоматты тіркістер. Беріліс сатыларын қосу автоматикасы. Гидравликалық және механикалық сатысыз автоматтық берілістер. Доңғалақты және шынжыр табанды тракторлар қозғалысын автоматты басқару. Трактордың тарту күшіне және өңдеу тереңдігіне қарап топырақты өңдеу процесін реттеуші ілесуші автоматтық жүйе.

Трактор агрегатының жалпыланған көрсеткіштерін автоматты бақылау. Трактор қозғауышының және ілмектегі қуаттардың өзгеру сипаттарын автоматты түрде жазып отыратын құрылым. Трактордың тарту күші пайдалы әсер коэффициентінің өзгеру сипатын үздіксіз автоматты түрде жазып отыратын құрылым.
7.Тәжірибелік сабақтар мазмұны, олардың сағаттық көлемі
3-тақырып Автоматтық жүйелер және олардың процестерінің теңдеулері., 2 сағат

Жоспар:

Автоматты реттеуші жүйенің элементтері.

Автоматты реттеуші жүйенің дифференциалдық теңдеулерін құру әдістемесі.

Тапсырма:

Автоматты реттеуші жүйенің негізгі буындары көрсетілген структуралық схемасын сыз.

Автоматты реттеуші жүйенің дифференциалдық теңдеулерін құрудың жалпы әдістемесін оқып үйрен

Тапсырма орындау бойынша әдістемелік ұсыныстар

Дәрістер мен оқу құралдарын пайдалану.

Беріліс функциясы.

АРЖ-нің уақыттық динамикалық сипаттамасы.

АРЖ-нің жиілік динамикалық сипаттамалары.

АРЖ-нің беріліс функциясының анықтамасын түсіндір. АРЖ-нің бірінші және екінші тәртіпті буындарының уақыттық динамикалық сипаттамаларының түрлері. АРЖ-нің бірінші және екінші тәртіпті буындарының жиілік динамикалық сипаттамалары.

Дәрістер мен оқу құралдарын пайдалану.

АРЖ буындарының бірі бірімен жалғану түрлері.

Әртүрлі жалғанған буындары бар АРЖ-нің беріліс функцияларын анықтау.

Тапсырма:

Буындары тізбектеліп, параллельді жалғанған және кері байланысы бар АРЖ-лерді схемалық түрде көрсет және беріліс функцияларын жазып шық.

Дәрістер мен оқу құралдарын пайдалану.

Автоматтық реттеу жүйесінің орнықтылығының критерилері.

АРЖ орнықтылығының төмендегі критерилерін оқып үйрен:

Гурвицтің критериі;

Вышнеградскийдің критериі;

Михайловтың критериі;

Тапсырма орындау бойынша әдістемелік ұсыныстар

Дәрістер мен оқу құралдарын пайдалану.

Көліктік машиналардың жұмыс процестерін автоматтандырудың маңызы.

Төмендегі буындардың (звенолардың) статикалық сипаттамаларының түрін көрсетіп сыз: непрерывного звена САР;

АРЖ-нің дискретті буыны;

АРЖ-нің релейлі буыны.

АРЖ-нің негізгі элементтерін көрсетіп структуралық схемасын сызып бер.

Әрбір элементтің тағайындамасын баяндап жаз.

Есеп беру түрі – қысқа реферат. Реферат әдебиет көздерімен бірге тәжрибелік сабақтардың және өтілген өзіндік жұмыстарының рефераттарының материалдарын пайдаланып жазылады.
4-тақырып. Автоматты реттеу жүйесінің динамикалық сипат-тамалары

Әрбір тақырып бойынша СӨЖ тапсырмалары:

Төмендегі мәселелерді оқып үйрен:

Элементтің беріліс функциясы және оның анықтамасы;

Автоматты реттеуші жүйенің жиілік динамикалық сипаттамалары.

«Лабораторный практикум по курсу «Основы теории автоматического управления» (автор А. Нуржауов. – Павлодар, Кереку, 2008 –54 с.) атты әдістемелік оқу құралындағы 23-26 беттердегі «Автоматты басқару жүйесінің жиілік сипаттамаларын сызу (Построение частотных характеристик систем автоматического управления)» атаулы 4-ші тақырыптың тапсырмаларын орында.

Есеп беру түрі – қысқа реферат. Реферат әдебиет көздерімен бірге тәжрибелік сабақтардың және өтілген өзіндік жұмыстарының рефераттарының материалдарын пайдаланып жазылады.
5-тақырып. Автоматты реттеу жүйесінің элементар типтік буындары (звенолары)

Әрбір тақырып бойынша СӨЖ тапсырмалары:

АРЖ-нің апериодикалық буынының теңдеуін жазып, оның амплитудалық-жиілік, фазалық жиілік және амплитудалы-фазалық жиілік сипаттамаларын графика түрінде көрсет.

«Лабораторный практикум по курсу «Основы теории автоматического управления» (автор А. Нуржауов. – Павлодар, Кереку, 2008 –54 с.) атты әдістемелік оқу құралындағы 21-22 беттердегі «Структуралық схемалар және оларды өзгерту (Структурные схемы и их преобразования)» атаулы 3-ші тақырыптың тапсырмаларын орында.

«Лабораторный практикум по курсу «Основы теории автоматического управления» (автор А. Нуржауов. – Павлодар, Кереку, 2008 –54 с.) атты әдістемелік оқу құралындағы 44-50 беттердегі «Теңдеулерді құру және автоматикалық басқару жүйесінің орнықтылығын зерттеу (Составление уравнений и исследование устойчивости систем автоматического управления)» атаулы 8-ші тақырыптың тапсырмаларын орында.

Оң және теріс кері байланыс ұғымдарына анықтама бер.

Екінші тәртіптегі буынды қарапайым қатаң кері байланыспен тұйықтап, реттеу процесін стабилизациялау.

Есеп беру түрі – қысқа реферат. Реферат әдебиет көздерімен бірге тәжрибелік сабақтардың және өтілген өзіндік жұмыстарының рефераттарының материалдарын пайдаланып жазылады.
9-тақырып. Автоматты реттеу жүйесінің сапасын зерттеу

Әрбір тақырып бойынша СӨЖ тапсырмалары:

Автоматтық жүйенің тезәсерлігінің, өткінші процестің ұзақтығын және сол кездегі тербелістің толық санын, сонымен қатар тербелістің өшуін бағалайтын көрсеткіштері туралы түсініктеме бер.

Көліктік машинаның (трактор, автомобиль) сатысыз гидравликалық трансмиссиясының схемасы және оның жұмыс істеу принципі.

Трактор қозғауышының (немесе ілмек) қуатының өзгеру сипаттарын автоматты түрде жазып отыратын құрылымның схемасы және жұмыс істеу принципі (Нуржауов А. Лабораторный практикум по курсу «Основы теории автоматического управления – Павлодар, Кереку, 2008 –54 с. әдістемелік оқу құралының 10...15-ші беттерін қара).

Есеп беру түрі – қысқа реферат. Реферат әдебиет көздерімен бірге тәжрибелік сабақтардың және өтілген өзіндік жұмыстарының рефераттарының материалдарын пайдаланып жазылады.

9. 
   СӨЖМ кеңестерінің графигі (СӨЖМ-нің 25% СӨЖ құрайды)
   

Пәнді оқу барлық өткен материалды қамтитын аралас формада өтетін емтиханмен аяқталады. Емтиханға жіберудің міндетті шарты бағдарламада қарастырылған тапсырмаларды орындау болып табылады.

Әр тапсырма 0-100 баллмен бағаланады.

Жіберу рейтингі ағымдағы сабақтардағы (дәріске қатысу, үй тапсырмасы, СӨЖ тапсырмасы, тәжірибе тапсырмалары және межелік бақылау.) барлық орындалған тапсырмалардың орташа арифметикалығымен есептеледі.

Пән бойынша қорытынды бақылауға (ҚБ) оқу жұмыс бағдарламасының барлық талаптарын орындаған (СӨЖ тапсырмаларын орындау және тапсыру) және жіберу рейтингін жинаған (50 баллдан кем емес) студенттер жіберіледі.

Әр пән бойынша студенттердің оқу жетістіктерінің дәрежесі қорытынды бағамен (Қ) анықталады, ол жіберу рейтингі (ЖР) және қорытынды баға (ҚБ) қосындысынан және барлық салмақтық үлестерді (СҮ) есепке алып анықталады:

Пән бойынша қорытынды баға студенттің жіберу рейтингі және қорытынды бақылау бағалары дұрыс болған кезле ғана есептеледі. Қорытынды бақылауға дәлелсіз себеппен келмеу «қанағаттанарлықсыз» деген бағаға тең келеді.

Пән бойынша емтихан және аралық аттестаттау нәтижелері студенттерге сол күні немесе жазбаша емтихан күннің екінші жартысында болса келесі күні жеткізіледі.

Межелік бақылау (рейтинг) және қорытынды емтихандағы студенттің білім бағасын 0-100 дейнгі % саналады.

Рейтинг бағасы ағымдағы баға мен межелік бақылау бағаларының қосындысына тең болады:
Р1(2)=АҮ(2)*0,7+МБ1(2)*0,3
Студенттердің оқу жетістіктері, яғни білімі, ептілігі, икемділігі және құзыреттіліктері көп баллды әріптік жүйе бойынша анықталады:

Әріптікжүйесібой-ынша баға	Балдың цифр-лық баламасы	Пайыздық эквивалент	Дәстүрлі жүйемен баға
A	4,0	95-100	Өте жақсы
A-	3,67	90-94
B+	3,33	85-89	Жақсы
B	3,0	80-84
B-	2,67	75-79
C+	2,33	70-74	Қанағат
C	2,0	65-69
C-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Қанағаттанарлықсыз

12. 
    Оқытушының талаптары, саясат және құзыреттіліктер
    

Жұмыстарды көрсетілген мерзімде тапсыру керек. Тапсырманың ақырғы тапсыру мерзімі – келесі сабақ немесе СӨЖМ сабағы.

Барлық тапсырмаларды орындамаған және тапсырмаған студенттер емтиханға жіберілмейді.

Оқу материалдарын меңгеру дәрежесі тестілермен, сұрақ қою әдісімен немесе жазбаша жұмыстармен тексеріледі. Барлық тексеру әдістері ескертусіз өткізілуі мүмкін.

Тәртіпті сақтамаған студентті адиториядан шығаруға оқытушының құқығы бар.

Оқытушының басшылығымен студенттердің өздік жұмысын (ОСӨЖ) орындаған кезде келесі төрт негізгі қағидаларды ескеру қажет:

Бірінші – оқытушының пән бойынша бағыттау мақсатында жүргізген сабақтары кезінде берілген мәліметті студенттердің белсенді түрде қабылдауын қамтамасыз ету.

Екінші – оқытушының ақыл-кеңесін ескере отырып, студенттер өз бетінше оқу-әдістемелік әдебиет пен оқулықтарды зерделейді және үй тапсырмаларын, бақылау, курстық т.б. жұмыстарды орындайды. Бұл кезеңде студенттердің жұмыс әдісін білуі және қажырлы болуы маңызды.

Үшінші – оқу барысында кездесетін қиындықтарды талдап, оның себептерін анықтауға тырысу, оқытушыға сұрақтар қойып, оған өзінше жауап табу.

Төртінші – оқытушымен әрдайым байланыста болып, ақыл-кеңес, нұсқаулар алу.

Негізгі

2. Коденко М.И., Лебедев Л.Т. Автоматизация тракторных агрегатов. – М., Машиностроение, 2003г.

3. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания. – М., Машиностроение, 2005 г. – 536 с.

4. Петров В.А. Автоматические системы транспортных машин. – М., Машиностроение, 2004 г. – 336 с.

Қосымша:

1. Нуржауов А. Исследование динамики гусеничного трактора класса 30-40 кн тяги и ресурса его планетарного механизма поворота:[монография].-Павлодар:Кереку, 2009.– 329 с.