ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Тиімді және адаптивті жүйелер»

2 НОРМАТИВТІ СІЛТЕУ

Құрастырылған «Тиімді және адаптивті жүйелер» пәнінің оқу-әдістемелік кешені, төмендегі документтердің талаптары мен берілген ұсынысына сәйкес оқу процесінің ұйымдастыру режимін орындайды:

- № 671 Мемлекеттік жалпыға міндетті білім стандарты - МЖБС ҚР 3.08.077 – 2004, «050702» - «Автоматтандыру және басқару» мамандығының. Қазақстан Республикасының ғылым және білім министрлігінің бұйрығымен іс-әрекетке енгізіліп, 7 тамыз 2004 жылы бекітілген.

- СТУ 042-РГКП-СГУ-8-2007 Университеттің стандарты бойынша «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенін хаттау және құрастырудың жалпы талабы»;

- ДП 042-08.10.10.12-2007 Документелінген процедура: «Пәндердің оқу-әдістемелік кешенінің құрамы және мазмұны»

3 ЖАЛПЫ ЖАҒДАЙ

3.1 Пәннің қысқаша мазмұны

Техникалық объектілер мен жүйелерді, өндірістік процестерді автоматтандыру күрделі ғылыми-техникалық проблема болып есептелінеді. Бұл мәселені ойдағыдай деңгейде шешу үшін техника мен технологияны ғана емес, сонымен бірге уақыт талабына сай басқару әдістері мен ғылыми идеяларды қолданған жөн. Дербес тұрғыдан қарағанда, техникалық – объектілерді автоматтандырудың жоғары технико-экономикалық сипаттамаларын алу үшін басқарудың оптималдық және адаптивтік теориясының маңызы зор. Оптималды және адаптивті басқаруды іс жүзінде кеңінен енгізу жолында, осы әдістерді әрі қарай дамыту мүмкіндігін туғызатын есептеу техникасы құралдарын қолданған жөн. Өндірістік процестер мен технологиялық объектілерді автоматтандыру үшін өндіріс тиімділігін көтеру қажеттілігі тиімді және адаптивті басқару теориясын мен әдістердің негізі даму тенденцияларын анықтайды.

3.2 Берілген курсттың мақсаты алынған әдістер бойынша студенттермен теориалық және практикалық дайындықтарды алу және қазіргі автоматтандырылған жоба жүйесінің қолдану жолдарын студенттерге үйрену.

3.3 Пәнді зерттеудің негізгі мақсаттары:

тәжірибелерді тиімді жоспарлау мақсаттары және процесс моделін ең жоғары дәлдікпен адекваттік тәжірибе нәтижесінде құру;

агрегатарды бір режимнен басқа режимге тиімді аудару, оларды қосу және тоқтату мақсаттары;

аппараттың орналастырылған режимінің мақсатын таңдау;

аппараттардың тобын шапшаң басқару мақсаттары;

басқару жүйелерінің тиімді синтезінің мақсаттары.

3.4 Пәнді үйрену нәтижесінде студент:

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 5-сi

• 
  білу керек:
  

тиімділеудің негізгі принциптері және әдістері;

тиімді басқарудың негізгі проблемалары және перспективтік бағыттары.

• 
  ие болу:
  

қазіргі кездегі есептеу техникалық құралдары мен ғылыми зертеулерді автоматтандыруды қолдана отырып тиімді және адаптивті жүйелерді жобалау және есептеу әдістері;

• 
  меңгеру:
  

MatLab жүйесімен жұмыс әдістері.

• 
  істеу, білу:
  

тиімділіктің шарттарын алу үшін модулдік жақындауды қолдану;

экстремалды мақсаттардың орталандырылған қоюларын қолдану.

• 
  түсіну:
  

Simulink (байланыстардың имитациясы) пакетінің интерактивтік режімімен әр түрлі сұлбаларды орындау кезіндегі MatLab жүйесінің негізгі мүмкіншіктері.

• 
  көре білу:
  

• 
  иелену:
  

3.5 Курстың пререквизитторы:

• 
  жоғарғы математика;
  
• 
  автоматтық басқару теориясы;
  
• 
  сандық әдістер және ЭЕМ-да бағдарламалау.
  

• 
  негізгі бір саланың технологиялық процестерін автоматтандыру;
  
• 
  объекттер мен басқару жүйелерін ЭЕМ-да үлгілеу.
  

1 кесте - Жұмысшы оқу жоспарынан көшірме

Курс	Семестр	Несиелер	ЛК, сағ.	СПЖ, сағ.	ЗЖ, сағ.	ОСӨЖ, сағ.	СӨЖ, сағ.	Барлығы, сағ.	Қортынды бақылаудың формасы
3	6	3	15	15	15	45	45	135	Емтихан (тест)

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 6-сi

4 ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН ПӘННІҢ ЖҰМЫСТЫҚ ОҚУ ПРОГРАММАСЫ-НЫҢ МАЗМҰНЫ

2 Кесте – Тәртіптің мазмұны. Оқу турлері бойынша сағаттарды бөлу

Тақырыптардың аталулары және мазмұны	Сағат саны	Әдебиеттер
1	2	3
Дәрістік сабақтар
Кіріспе Басқару нысандарының математикалық сипаттамасы. Басқарудың мақсаты мен есептері. Тиімді басқарудың есептері. Сапаның критерилері және тиімді басқару.	1	[8.1.1], с. 9 -10, 12-15, 19, 21; [8.1.2], с.16-18.
Классикалық вариациялық есептеу. Шекаралы нүкетелермен бекітілген вариациялық есептер. Вариациялық функция ұғымы. Эйлер дифференциалдық теңдеуі. Функционалдың экстремум болу шарты.	2	[8.1.1], с. 97–98; [8.1.2], с. 99, 111–116.
Қозғалмалы соңдарымен вариациялық есептер. Қозғалмалы соңдарымен вариациялық есептер үшін ортақ формула табу. Трансверсаль шарттары.	2	[8.1.1], с. 74–77.
Шартты экстремумен вариациялық есептер. Шартты экстремумға есепті қою. Изопериметриялық есеп.	2	[8.1.1], с. 203–250.
Шартты экстремумен вариациялық есептерді шығару негізінде динамикалық жүйенің тиімді басқару синтезі. Шартты экстремумға есепті құрастыру. Шартты экстремумға вариациялық есептерді шығару негізінде тиімді басқару синтез есебін шешу. Гамильтон формасында каноникалық дифференциалды теңдеудің формасы.	1	[8.1.1], с.307–313, 326–328.
Понтрягиннің максимум принципі. Ажырау функциялары және инелі вариация туралы түсінік. Понтрягин максимум принципінің мәні. Понтрягин максимум принципінің геометриялық интепретациясы.	1	[8.1.1], с. 313–320.
Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталған және тұйықталмаған автоматикалық жүйелер үшін Понтрягин максимум принцип тәсілін практикада қолдану. Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталмаған автоматикалық жүйе. Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталған АБЖ	1	[8.1.2], с.320–326, 328–331.
Динамикалық бағдарламау әдісі (ДБӘ). Динамикалық бағдарламау әдісі туралы ортақ мәліметтер.Үзіліссіз жүйелерге арналған басқару есептерін ДБӘ негізінде шығару. Дискретті басқару жүйелеріне арналған ДБӘ. ДБӘ кемшіліктері.	1	[8.1.2], с.331–333, 430–451.

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 7-сi

Тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы (ТРАҚ). ТРАҚ есепке қою. Динамикалық бағдарламау әдісімен тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы.	1	[8.1.2], с.16-18.
Понтрягин максимум принципі негізінде тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы. Понтрягин максимум принципі негізінде ТРАҚ қою.	1	[8.1.1], с. 97–98; [8.1.2], с. 99, 111–116.
Басқарудың адаптивті жүйелері, адаптивті жүйелер туралы ортақ түсінік және олардың классификациясы. Адаптивті жүйелер туралы ортақ түсінік. Адаптивті жүйелердің классификациясы. Функционалды схемалар және басқарудың адаптивті жүйелерінің жұмыс принципі. Адаптивті басқару жүйесінің құрылым принципі.	1	[8.1.1], с. 9 -10, 12-15, 19, 21; [8.1.2], с.16-18.
Басқару экстремальді жүйелері . Басқарудың экстремальді жүйелері туралы ортақ түсінік. Экстремальді реттегіш жүйелерінің классификациясы. Сынау әрекеттері негізінде экстремумды табу тәсілдері.	1	[8.1.1], с. 97–98; [8.1.2], с. 99, 111–116.
Практикалық сабақтар
№ 1 Практикалық сабақ Тақырыбы: Тарату есептері.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 2 Практикалық сабақ Тақырыбы: Тиімділген есептердің классификациясы. Минимаксқа арналған есептер.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 3 Практикалық сабақ Тақырыбы: Вариациялық есебінің шешімі. Изопери метриялық есеп.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 4 Практикалық сабақ Тақырыбы: Шартсыз экстремумға есеп сияқты тиімділеу басқару синтездің есептің көрінісі. Эйлер теңдеуі. Трансверсаль шарты.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 5 Практикалық сабақ Тақырыбы: «Үздіксіз және дискретті операторлардың түрлену формаларының көрінісі». Matlab/Control System Toolbox программасының түрлену формаларының көрініс командаларымен танысу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 6 Практикалық сабақ Тақырыбы: Дискретті жүйелердегі процесстер. Дискретті жүйелердегі өтпелі және тұрақталған процесстерді есептеу және имитациялы әдістермен зерттеу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 7 Практикалық сабақ Тема: Унимодальді функцияны зерттеу. Унимодальді функцияның орта бөлу, алтын қиылысу және сканирлеу әдістерімен зерттеуді үйрену.	3	Методикалық нұсқаулар

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 8-сi

Зертханалық сабақтар
№ 1 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Екінші реттік тиімді ізінен жүруші тиімді жүйенің синтезі. Matlab бағдарламасындағы екінші ретті тиімді ізінен жүруші жүйесінің синтездеу принципін оқу.	1	Методикалық нұсқаулар
№ 2 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Реттегіштердің аналитикалық құрылымы. Классикалық вариациялық есептеудің негізі бойынша сызықтық синтездің жүйелердімен квадраттық сапа критерий қолдана отырып басқару .	2	Методикалық нұсқаулар
№ 3 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Динамикалық программалау әдісі бойынша регуляторларды аналитикалық конструкторлеу. Matlab бағдарламасындағы екінші ретті тиімді аңду жүйесінің синтездеу принципін оқу. Реттегіштердің аналитикалық құрылым әсер принципін оқу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 4 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Әсер ету шапшыңдығы бойынша тиімді автоматты басқару жүйесін ЭЕМ-да зерттеу. Квазитиімді жүйені зерттеу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 5 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Шартты кері байланысы бар жүйелердің адаптивті қасиеттерін зерттеу. Matlab программасында қатаң құрылымды және адаптация қасиеттеріне ие жүйелерді зерттеу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 6 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Сандық басқару жүйелерінің ерекшеліктерін зерттеу. Уақыт және деңгей бойынша кванттау процестерімен шартталған сандық басқару жүйелерінің ерекшеліктерін зерттеу.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 7 Зертханалық сабақ Тақырыбы: ПИД – реттегіштердің коэффициенттерін параметрлік оптимизациялау. Автоматты реттегіш жүйелер үшін ПИД – реттегіштердің параметрлерін синтездеуді үйрену.	2	Методикалық нұсқаулар
№ 8 Зертханалық сабақ Тақырыбы: Үздіксіз жүйелерге h¥ - тиімділеу әдісімен реттегіштің синтезі. H¥ – тиімділеу әдісімен құрылған динамикалық ерекшіліктердің жүйелердің үйрену.	2	Методикалық нұсқаулар

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 9-сi

5 СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСТАРЫНА АРНАЛҒАН ТАҚЫРЫПТАРДЫҢ ТІЗІМІ
5.1 Графикалық редактор және оның әр түрлі тізімі.

5.2 Шартты экстремумға есептері.

5.3 Динамикалық бағдарламау әдісі.

5.4 Понтрягин максимумның принципі.

5.5 Реттегіштердің аналитикалық құрылымның есебі .

5.6 Пассивтік адаптациямен жүйе.

5.7 Басқару сапасын тиімділеу негізінде аналитикалық өздігінен бапталатын жүйелер.

5.8 Градиент әдісі.

5.9 Градиентің анықтау әдістері.

5.10 Максималдық шындыққа ұқсас әдісі.

5.11 Мәліметтер өңдеудің адаптивтік әдістері.

5.12 Лежандрдың шарттары.

5.13 Екілік интеграл формасында функционалдар. Эйлера-Пуассон теңдеу.

5.14 Түйіндесу (сопряженных) теңдеулердің жүйесі.

5.15 Максимум принцип бойынша реттегіштердің аналитикалық құрылымы.

5.16 Стабилизация бойынша амплитуда-жиілік сипаттамамалармен өздігінен бапталатын жүйелер.

5.17 Релейлік басқарумен автотербелістік жүйелер.

5.18 Жүйрік градиент алгоритм негізінде адаптация.

5.19 Ең жүрдек түсу әдісі.

5.20 Ең кіші квадраттардың әдісі.

5.21 Байесовск бағалар.

5.22 Жағдайлардың адаптивтік классификациясы.

5.23 Үзіліссіз есепте динамикалық бағдарламау әдісі. Беллман теңдеу.

5.24 Максимум принциптің есептегіш аспектілер.

5.25 Максимумның дискреттік принципі.

5.26 Максималдық жылдамдықпен есепте динамикалық бағдарламау.

5.27 Импульстік сипаттама тұрақтандыру бойынша өздігінен бапталатын жүйелер.

5.29 Көпөлшемді функциялардың экстремум іздеу градиенттік әдістер.

5.30 Ньютонның жалпыланған әдісі.

5.31 Тиімді бағалау параметрлердің әдістері.

5.32 Минимакс бағалар.

5.33 Бағалардың салыстыру, параметрлердің бағалау әдістер бойынша эффективтік.

6 ПӘНІН ОҚУ-ӘДIСТЕМЕЛIК КАРТАСЫ

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 10-сi

3 Кесте - Пәнін оқу-әдiстемелiк картасы

Тақырыбы		Көрнекті пособиялар, ТСО, плакаттар, зертханалық стед	Өздік бақылаудың сұрақтары	Бақылау түрі Дәрістік сабақтың
Дәрістік сабақтың	Практикалық сабақтың
1	2	3	4	1
Кіріспе. Басқару нысандарының математикалық сипаттамасы.	Тарату есептері. Тиімділген есептердің классификациясы. Минимаксқа арналған есептер.	Цирлин А. М. Оптимальное управление технологическими процессами.- М.: Энергоатомаиздат, 1986.400с.	Басқарудың мақсаты мен есептері. Тиімді басқарудың есептері. Сапаның критерилері және тиімді басқару.	отчет
Классикалық вариациялық есептеу. Шекаралы нүкетелермен бекітілген вариациялық есептер.	Вариациялық есебінің шешімі. Изопериметриялық есеп.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	Вариациялық функция ұғымы. Эйлер дифференциалдық теңдеуі. Функционалдың экстремум болу шарты.	отчет
Қозғалмалы соңдарымен вариациялық есептер	Шартсыз экстремумға есеп сияқты тиімділеу басқару синтездің есептің көрінісі. Эйлер теңдеуі. Трансверсаль шарты.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	Қозғалмалы соңдарымен вариациялық есептер үшін ортақ формула табу. Трансверсаль шарттары.	отчет

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 11-сi

Шартты экстремумен вариациялық есептер.	Унимодальді функцияны зерттеу.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987.	Шартты экстремумға есепті қою. Изопериметриялық есеп.	отчет
Шартты экстремумен вариациялық есептерді шығару негізінде динамикалық жүйенің тиімді басқару синтезі.	Екінші реттік тиімді ізінен жүруші тиімді жүйенің синтезі.	Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.	Шартты экстремумға есепті құрастыру. Шартты экстремумға вариациялық есептерді шығару негізінде тиімді басқару синтез есебін шешу. Гамильтон формасында каноникалық дифференциалды теңдеудің формасы.	отчет
Понтрягиннің максимум принципі.	Әсер ету шапшыңдығы бойынша тиімді автоматты басқару жүйесін ЭЕМ-да зерттеу.	Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.	Ажырау функциялары және инелі вариация туралы түсінік. Понтрягин максимум принципінің мәні. Понтрягин максимум принципінің геометриялық интепретациясы.	отчет
Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталған және тұйықталмаған автоматикалық жүйелер үшін Понтрягин максимум принцип тәсілін практикада қолдану.	ПИД – реттегіштердің коэффициенттерін параметрлік оптимизациялау.	Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.	Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталмаған автоматикалық жүйе. Тез әрекеттігінен тиімді тұйықталған АБЖ	отчет

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 12-сi

Динамикалық бағдарламау әдісі(ДБӘ).	Сандық басқару жүйелерінің ерекшеліктерін зерттеу	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	Динамикалық бағдарламау әдісі туралы ортақ мәліметтер. Үзіліссіз жүйелерге арналған басқару есептерін ДБӘ негізінде шығару. Дискретті басқару жүйелеріне арналған ДБӘ. ДБӘ кемшіліктері.	отчет
Тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы (ТРАҚ).	Реттегіштердің аналитикалық құрылымы.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	ТРАҚ есепке қою. Динамикалық бағдарламау әдісімен тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы.	отчет
Понтрягин максимум принципі негізінде тиімді реттегіштердің аналитикалық құрылымы.	Динамикалық программалау әдісі бойынша регуляторларды аналитикалық конструкторлеу.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	1 Понтрягин максимум принципі негізінде ТРАҚ қою.	отчет
Басқарудың адаптивті жүйелері, адаптивті жүйелер туралы ортақ түсінік және олардың классификациясы.	Шартты кері байланысы бар жүйелердің адаптивті қасиеттерін зерттеу.	Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	Адаптивті жүйелер туралы ортақ түсінік. Адаптивті жүйелердің классификациясы. Функционалды схемалар және басқарудың адаптивті жүйелерінің жұмыс принципі. Адаптивті басқару жүйесінің құрылым принципі.	отчет

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 13-сi

Басқару экстремальді жүйелері.

Үздіксіз жүйелерге h¥ - тиімділеу әдісімен реттегіштің синтезі.

Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.

Басқарудың экстремальді жүйелері туралы ортақ түсінік. Экстремальді реттегіш жүйелерінің классификациясы. Сынау әрекеттері негізінде экстремумды табу тәсілдері.

отчет

7 ОҚУ-ӘДIСТЕМЕЛIК ӘДЕБИЕТТЕРМЕН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ КАРТАСЫ
4 Кесте - Оқу-әдiстемелiк әдебиеттермен қамтамасыз ету картасы

Оқулыктар, оқу-әдiстемелiк құралдар атауы	Саны	Студенттер саны	Қамтамасыз ету пайызы
1	2	3	4
Цирлин А. М. Оптимальное управление технологическими процессами.- М.: Энергоатомаиздат, 1986.400с.	10
Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.	2
Иванов В. А., Фалдин Н. В. Теория оптимальных систем автоматического управления. – М.: Наука, 1981. – 336 с.	1
Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.	5

8 ӘДЕБИЕТТЕР
8.1 Негізгі

8.1.1 Цирлин А. М. Оптимальное управление технологическими процессами.- М.: Энергоатомаиздат, 1986.400с.

8.1.2 Чураков Е. П. Оптимальные и адаптивные системы: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.: ил.

8.1.3 Иванов В. А., Фалдин Н. В. Теория оптимальных систем автоматического управления. – М.: Наука, 1981. – 336 с.

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 14-сi

8.1.4 Куропаткин П. В. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1987. – 256 с.

8.1.5 Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. – М.: Высш. шк., 1989. – 263 с.

8.2 Қосымша

8.2.1 Балакирев А.С., Володин В.М.,. Цирлин А.М Оптимальное управление процессами химической промышленности. - М.: Химия, 1978. 340 с.

8.2.2 Кротов В.Ф., Гурман В.И. Методы и задачи оптимального управления . - М.: Наука, 1978. 360 с.

8.2.3 Баласов А.Н. Моделирование и оптимизация в АСУ.- М.:Наука, 1986. 280с.

8.2.4 Геминтерн В.И., Каган Б.М. Методы оптимального проектирования.-М.:Энергия, 1980.-157

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 15-сi

ПОӘК 042–14.01.20.ХХ/01-2008

____________ № 1 басылым

10 беттiң 16-сi

жүктеу/скачать 264 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: