Автоматизация проектирования

1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Автоматизация проектирования электромеханических
устройств и систем»
СОСТАВЛЕНА ПО КРЕДИТНО-МОДУЛЬНО-РЕЙТИНГОВОМУ ПРИНЦИПУ
По направлению 140400 ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Специализированная подготовка по программам:
1.Электрические аппараты управления и распределения энергии (кафедра ЭиЭА).
2. Методы исследования и моделирования процессов в электротехнических преобразователях
энергии (кафедра ЭМ).
3. Проблемы совершенствования оборудования и устройств электроснабжения транспортных
средств (кафедра ЭиЭА).
4. Оптимизация оборудования электроподвижного состава (кафедра ЭТ).
5. Автоматизированные электромеханические комплексы и системы (кафедра ЭиА).
6. Электрические и электронные системы наземных транспортных средств (кафедра ТЭТиЭО).
срок обучения 2 года
форма обучения – очная
квалификация - магистр
Новочеркасск 2013 г.
2
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по ОД ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ)
______________ Л.И.Щербакова
__________________ 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
(М.1.2.01) Автоматизация проектирования электромеханических устройств и систем
Программы__1. Электрические аппараты управления и распределения энергии__
2. Методы исследования и моделирования процессов в электротехнических преобразователях
энергии (кафедра ЭМ).
3. Проблемы совершенствования оборудования и устройств электроснабжения транспортных
средств (кафедра ЭиЭА).
4. Оптимизация оборудования электроподвижного состава (кафедра ЭТ).
5. Автоматизированные электромеханические комплексы и системы (кафедра ЭиА).
6. Электрические и электронные системы наземных транспортных средств (кафедра ТЭТиЭО).
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Факультет ЭМ________________________________________________________________
Кафедра ЭиЭА_________________________________________________________________
Курс __1____________________________________________________________
Семестр _2___________________________________________________________
Лекции ___18___ (час.)
Экзамен __(семестр)кол-во___(час)___ЗЕТ(на экз.)
Зачет __2___ (семестр)
Всего самостоятельной работы _54__ (час.), из
Практические
них:
(семинарские) занятия ___18_____(час.)
плановая работа_____ (час.)
курсовой проект
___ семестр____ (час.)
курсовая работа
____ семестр ____ (час.)
реферат
______ семестр ____ (час)
Лабораторные занятия ___18__ (час.)
домашнее задание _____ семестр ____ (час.)
контрольная работа (ЗФО)___семестр___ (час.)
индивидуальная работа__40__ (час.)
Всего аудиторных __54__ (час.)
домашняя работа ___14_ (час)
ИТОГО по дисциплине ____108__________ (час.) (с учетом часов на экзамен)
ИТОГО по дисциплине ____3________ (ЗЕТ) (с учетом ЗЕТ на экзамен)
2013 г.
3
Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана по ФГОС утвержденного ученым советом ЮРГТУ(НПИ) протоколом № ______ от «___» ______ 2013 г.
Примерной программы -___________________________________________________________
наименование программы, дата утверждения
Рабочую программу составил(а) д.т.н., профессор Лобов Б.Н.
___________
ученое звание, степень, должность, фамилия, инициалы
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры __Электрические и электронные аппараты___________________________
наименование кафедры
утверждена «_____» ________ 20
Заведующий кафедрой
г.
Протокол № ____________
__________________________________ /____Павленко А.В.___/
(подпись, фамилия, инициалы)
Рабочая программа согласована:
«______»________________ 20
г.
Протокол № _______________
Заведующий кафедрой Электромеханика______________________________Пахомин С.А.
наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы
«______»________________ 20
г.
Протокол № _______________
Заведующий кафедрой Электрический транспорт
Колпахчьян П.Г.
наименование выпускающей кафедры, подпись, фамилия, инициалы
«______»________________ 20
г.
Протокол № _______________
Заведующий кафедрой _____________________________________________________________
наименование обеспечивающей кафедры, подпись,
_________________________________________________________________________________
фамилия, инициалы
«______»________________ 20
г.
Протокол № _______________
Заведующий кафедрой ____________________________________________________________
наименование обеспечивающей кафедры, подпись,
_________________________________________________________________________________
______________
фамилия, инициалы
«______»________________ 20
г.
Протокол № _______________
Заведующий кафедрой ____________________________________________________________
наименование обеспечивающей кафедры, подпись,
_________________________________________________________________________________
4
Содержание
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В СТРУКТУРЕ ООП.....................5..
1.1 Цели и задачи изучения дисциплины ...........................................................................5..
1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном процессе ……............5..
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами ………………………………………….5
1.4. Связь с последующими дисциплинами ………………………………………………6..
1.5. Требования к результатам освоения дисциплины........................................................6
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМ, ЧАСОВ ЗАНЯТИЙ ПО МОДУЛЯМ И СЕМЕСТРАМ......7
3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ..............................................................................................7
3.1. Содержание модуля 1.......................................................................................................7
3.1.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах...............................7
3.1.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах........8
3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах.................................8
3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего задания, их
содержание и характеристика.........................................................................................8
3.1.5. Самостоятельная работа студентов.......................................................................8
3.1.6. Самоконтроль полученных знаний.......................................................................8
3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю......................................................9
3.2. Содержание модуля 2 ...............................................................................................9
3.3. Содержание модуля 3 ..............................................................................................10
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ..............................................................................................................11
5. УЧЕБНАЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКИ, НИР...........................................12
6. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ.....................................................................................................................13
7. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К ТЕСТОВОМУ КОНТРОЛЮ ЗНАНИЙ
СТУДЕНТОВ.............................................................................................................................18
7.1. Вопросы или контрольные задания к модулю №1............................................18
7.2. Вопросы или контрольные задания к модулю № 2 ..........................................18
7.3. Вопросы или контрольные задания к модулю № 3...........................................18
8. ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ И ПОДГОТОВКА К
ЭКЗАМЕНУ.............................................................................................................................19
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ.......................19
10. ФОРМА КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА (РЕЙТИНГ - ПЛАН)..........................................20
5
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЁ МЕСТО В СТРУКТУРЕ ООП
1.1 Цели и задачи изучения дисциплины
Цель преподавания дисциплины: обучение студентов умению создавать новые, обоснованно выбирать и применять существующие системы автоматизированного проектирования
электромеханических устройств и систем (САПР ЭМУиС).
Задачи при изучении дисциплины: изучение назначения, принципов построения, особенностей функционирования САПР ЭМУиС.
1.2. Краткая характеристика дисциплины и её место в учебном процессе
Предлагаемый курс обеспечивает подготовку студентов по направлению Электроэнергетика и электротехника по программе Электрические аппараты управления и распределения
энергии.
Квалификация (степень) выпускника: магистр.
Форма обучения: очная
Курс знакомит студентов с современными пакетами прикладных программ, САПР и
базами знаний, которые используются при проектировании и эксплуатации ЭМУиС.
Данная дисциплина основывается на курсах: методы анализа электромагнитных процессов
в электромеханических устройствах; дополнительные главы математики; электромагнитная
совместимость в электротехнических устройствах; история развития и современные проблемы электроэнергетики и электротехники. Она продолжает формирование специалиста, знакомя его с основными областями применения отечественных и зарубежных систем автоматизированного проектирования, особенностями их функционирования, методиками решения задач
выбора и оптимизации технических решений.
Дисциплина относится к дисциплинам вариативной части общенаучного цикла М.1 основной образовательной программы Электрические аппараты управления и распределения энергии.
Дисциплина «Автоматизированное проектирование электромеханических устройств и
систем» преподаётся во 2 семестре, включает лекции, лабораторные и семинарские занятия.
Наибольшее внимание при изучении дисциплины следует уделить вопросам углублённого изучения принципов построения современных систем автоматизированного проектирования, обоснованному выбору таких систем для проектирования конкретных электромеханических устройств и систем.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студентов:
знать: физические процессы, происходящие при работе электромеханических
устройств и систем, классификацию и принципы построения различных групп таких
устройств, требования, предъявляемые к устройствам и системам;
уметь: ставить задачи проектирования основных узлов электромеханических устройств,
выбирать тип и номинальные параметры таких устройств, проектировать основные типы
электромеханических систем;
владеть: методиками расчёта параметров и синтеза схем электромеханических
устройств и систем.
№ п/п
1
2
3
Наименование дисциплины и ее разделы
История развития и современные
проблемы электроэнергетики и электротехники
Дополнительные главы математики
Методы анализа электромагнитных
процессов в электромеханических
устройствах
Уровень
знания
2
Номера тем изучаемой дисциплины
1, 7, 8, 9
Шифр
компетенции
ПК 2,4,17,36
2
4 – 10
ОК-6, ПК 1,2
2
1 – 12
ПК 8,14,36,
40, 4 1
6
4
Электромагнитная совместимость в
электротехнических устройствах
2
1, 2, 5, 6
ПК 42,44,48
Знания, полученные при изучении данной дисциплины, должны помочь будущему
специалисту быстрее адаптироваться в условиях современного автоматизированного производства.
1.4. Связь с последующими дисциплинами, фундаментализация, гуманитаризация и
интеграция естественно-научных, гуманитарных и технических знаний
Данная дисциплина используется при разработке дипломного проекта – расчёт параметров и характеристик, выбор электромеханических устройств, выполнении графической
части магистерской диссертации (раздел 2).
1.5. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины позволяет выпускнику обладать следующими профессиональными компетенциями:
- способностью формулировать технические задания, разрабатывать и использовать
средства автоматизации при проектировании и технологической подготовке производства
(ПК-10);
- готовностью применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромиссных решений (ПК-11);
- готовностью применять основы инженерного проектирования технических объектов
(ПК-12);
- способностью применять методы создания и анализа моделей, позволяющих прогнозировать свойства и поведение объектов профессиональной деятельности (ПК-13);
- готовностью использовать прикладное программное обеспечение для расчета параметров и выбора устройств электротехнического и электроэнергетического оборудования (ПК14);
- готовностью выбирать серийное и проектировать новое электротехническое и электроэнергетическое оборудование (ПК-15);
- готовностью управлять проектами электроэнергетических и электротехнических установок различного назначения (ПК-16);
- способностью к внедрению достижений отечественной и зарубежной науки и техники
(ПК-24);
- готовностью использовать современные достижения науки и передовой технологии в
научно-исследовательских работах (ПК-36);
- готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов
научных исследований (ПК-40);
- готовностью представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-41);
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать: современные естественнонаучные и прикладные задачи электротехники и электромеханики, методы и средства их решения в научно-исследовательской, проектноконструкторской и производственно-технологической видах профессиональной деятельности;
технологии и средства обработки информации и оценки результатов применительно к проектированию электромеханических устройств и систем;
уметь: находить нестандартные решения профессиональных задач, применять современные
методы и средства исследования и проектирования электротехнических объектов;
владеть: современными компьютерными системами, навыками оформления, представления
и защиты результатов решения профессиональных задач.
7
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМ, ЧАСОВ ЗАНЯТИЙ ПО МОДУЛЯМ И СЕМЕСТРАМ
ДИСЦИПЛИНА«Автоматизация
проектирования электромеханических
устройств и систем»
итого по дисциплине _108_ часов
_____3__ ЗЕТ
Модуль 1
Модуль 3
Модуль 2
__36_ часов
_36_ часов
__36_ часов
Самостоятельная работа
студентов
Лекции
Практические
(семинарские) заЛаборанятия.
торные
занятия.
Плановая
тем
местра
1 1,2
2
2 3,4
3 5,6
Итого 2-й семестр
ВСЕГО
6
6
6
18
18
6
6
6
18
18
6
6
6
18
18
Всего
18
18
18
54
54
13
13
14
40
40
5
5
4
14
14
Всего
Итого
Экзамен,
сессия
Количество часов аудиторных занятий
№ се-
Индивидуальая
Домашняя
Номера
модулей
Рис.1. Модульное построение дисциплины
18
18
18
54
54
час
36
36
36
108
108
3. СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЕЙ
3.1. Содержание модуля 1 (36 час) ПК-10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 24, 41
3.1.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 1. История и современное состояние автоматизированного проектирования 2 час., УЗ – 1; ПК-10,12, 15, 16, 41
САПР в электротехнике: современное состояние, перспективы и направления развития. Роль математического моделирования в создании САПР. Проблемы автоматического проектирования.
Литература раздел 4 [2,3,7]
8
Тема 2 Виды обеспечения автоматизированного проектирования. 2 час., УЗ
– 2; ПК-10, 13, 14, 16, 41
Назначение и состав технических средств САПР. Языки программирования и проектирования. Общее и специальное программное обеспечение. Характеристика информации, используемой в САПР и информационное обеспечение.
Методическое и организационное обеспечение. Разработка САПР.
Литература раздел 4 [2,3,7]
Тема 3. Примеры САПР электромеханических устройств и систем. 4 час.,
УЗ – 2; ПК-10, 14, 36, 41
Чертежная система AutoCad. Назначение и функционирование пакета
PSpice. САПР электромагнитных аппаратов.
Литература раздел 4 [2,10]
3.1.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Темы семинарских занятий:
1. САПР для выполнения расчётных работ – 2 час.
2. САПР для выполнения чертёжных работ – 2 час.
3. Разработка САПР электромеханического устройства или системы (предохранитель, автоматический выключатель, выпрямитель, распределительное
устройство) – 2 час.
Курсивом выделены темы занятий, проводимые с использованием активных
методов обучения (деловые игры, проектно-аналитические сессии, тренажерные
комплексы, имитационные системы и др.)
3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
№
1
2
Количе- Форма Сроки
ство
конкончасов
троля троля
Чертёж детали в Auto- 3
Отчёт
1 марCad
та
Расчёт
параметров 3
Отчёт
20
контактора в САПР
марта
ЭМА
Наименование тем
занятий
Номер
Литекомпература
тенции
ПК-10, 12, 10
15, 36, 41
ПК-10, 12, 10
15, 36, 43
3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего
задания, их содержание и характеристика
Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание учебным
планом не предусмотрены.
9
3.1.5. Самостоятельная работа студентов
Всего (час)
Плановая (час.)
Индивидуальная(час.)
Домашняя работа(час.)
18
13
5
1. Индивидуальная работа = 13 час.
 самоконтроль полученных знаний - 3 час.
 конспектирование разделов, вынесенных на самостоятельную проработку 5 час.
 самостоятельное изучение дисциплины - 5 час.
Тема № 1: Основные типы компьютеров, их параметры, выбор - 2 час.
Тема №2: Базы данных и СУБД - 3 час.
2. Домашняя работа = 5 часам:
 подготовка к лекциям - 1 час.;
 подготовка к семинарским занятиям – 2 час;
 подготовка к лабораторным занятиям- 2 часа.
3.1.6. Самоконтроль полученных знаний
№
модуля
Подведение и проведение рейтинг-контроля,
час
Уровень
Текущий
№ тем
1
Тестовый
контроль
по модулю
2
1
2
3
1
Промежуточный
Защита плановых лабораторных работ, экспресс опрос и
т.д.
Итоговый
2
-
Всего на
контроль
модуля
Допуск к
зачёту
3
3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература 4 [2,3,7,10]
3.2. Содержание модуля 2 ( 36 час.) ПК-10, 11, 12, 14, 15, 16, 24, 36, 40, 41
3.2.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 4. Базы знаний и экспертные системы. 2 час., УЗ – 2; ПК-10, 14, 24, 36
Задачи, решаемые базами знаний и экспертными системами. Функциональное программирование. Процедурные и декларативные знания. Методы извлечения знаний и построения баз знаний. Языки ЛИСП и ПРОЛОГ. Экспертные системы электромеханических устройств.
Литература раздел 4 [2,6]
10
Тема 5. Принципы построения систем, основанных на знаниях. 2 час., УЗ –
2; ПК-10, 14, 24, 36
Технологии разработки программного обеспечения систем, основанных
на знаниях, языки программирования для ИИ, инструментальные пакеты для
ИИ. WorkBench системы.
Литература раздел 4 [6,7]
Тема 6. Пример разработки системы, основанной на знаниях. 2 час., УЗ –
2; ПК-10, 11, 15, 16, 40, 41
Продукционно-фреймовый язык PILOT/2. Диагностика электромеханического устройства – пример предметной области для построения системы, основанной на знаниях. Онтологии и онтологические системы.
Литература раздел 4 [6]
3.2.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Темы семинарских занятий:
1. Метод репертуарных решёток, примеры использования – 2 час.
2. Визуальное проектирование баз знаний – 2 час.
3. Представление данных и знаний в Интернете – 2 час.
Курсивом выделены темы занятий, проводимые с использованием активных
методов обучения (деловые игры, проектно-аналитические сессии, тренажерные
комплексы, имитационные системы и др.)
3.2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
Количе- Форма Сроки Номер
Лите№
ство
конконкомпература
часов
троля троля тенции
3
Информационный по- 6
Отчёт
20 ап- ПК-36, 40 6
иск в среде Интернет
реля
Курсивом выделены темы занятий, проводимые с использованием активных
методов обучения (деловые игры, проектно-аналитические сессии, тренажерные
комплексы, имитационные системы и др.)
Наименование тем
занятий
3.2.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего
задания, их содержание и характеристика
Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание учебным
планом не предусмотрены.
3.2.5. Самостоятельная работа студентов
Всего (час)
18
Индивидуальная(час.)
Плановая (час.)
13
1. Индивидуальная работа = 13 час.
Домашняя работа(час.)
5
11
 самоконтроль полученных знаний - 3 час.
 конспектирование разделов, вынесенных на самостоятельную проработку 5 час.
 самостоятельное изучение дисциплины - 5 час.
Тема № 3. Простейшие методы структурирования знаний- 2 час.
Тема № 4. Проектирование гипермедиа БД и адаптивных обучающих систем- 3
час.
2. Домашняя работа = 5 часам:
 подготовка к лекциям - 1 час.;
 подготовка к семинарским занятиям – 2 час;
 подготовка к лабораторным занятиям- 2 часа.
3.2.6. Самоконтроль полученных знаний
№
модуля
Подведение и проведение рейтинг-контроля,
час
Уровень
№ тем
2
3
Текущий
Тестовый
контроль
по модулю,
коллоквиум
Промежуточный
Защита плановой
лабораторной работы, экспресс
опрос и т.д.
Итоговый
1
2
-
4
5
6
Всего на
контроль
модуля
Допуск к
зачёту
3
3.2.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература 4 [ 6,7,10]
3.3. Содержание модуля 3 (36 час.) ПК-10, 11, 15, 24, 36, 40
3.3.1 Наименование тем лекций, их содержание и объём в часах
Тема 7. Методы решения задач выбора технических решений. 2 час., УЗ –
2; ПК-36, 40
Формализованная модель принятия решений. Общая схема решения многокритериальной задачи. Методы: идеального варианта, уступок, главного критерия,
бинарных сравнений, использования функции полезности.
Литература раздел 4 [9]
Тема 8. Методы бинарных отношений. 2 час., УЗ – 2; ПК-24, 36, 40
Общие сведения о бинарных отношениях. Практическое применение аппарата бинарных отношений в задачах выбора. Метод ЭЛЕКТРА, достоинства и
12
недостатки. Метод последовательного сужения исходного множества векторных
оценок.
Литература раздел 4 [9]
Тема 9. Выбор технических решений при проектировании электромеханических устройств. 2 час., УЗ – 2; ПК-24, 36, 40
Выбор схем форсированного включения и конструкции электромагнитов, выбор
материала и типа коммутирующих контактов, выбор дугогасительных
устройств, выбор кинематической схемы контактора.
Литература раздел 4 [1,4,5,8]
3.1.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование и объем в часах
Темы семинарских занятий:
1. Построение алгоритма, обеспечивающего минимизацию объёма информации
о системе предпочтений лица, принимающего решение – 2 час.
2. Практическое применение метода последовательного сужения при решении
задач многокритериального выбора – 4 час.
Курсивом выделены темы занятий, проводимые с использованием активных
методов обучения (деловые игры, проектно-аналитические сессии, тренажерные
комплексы, имитационные системы и др.)
3.1.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
№
Количе- Форма Сроки Номер
Литество
конконкомпература
часов
троля троля тенции
технических 6
Отчёт
5 мая ПК-36, 40 9
Наименование тем
занятий
Выбор
решений
Курсивом выделены темы занятий, проводимые с использованием активных
методов обучения (деловые игры, проектно-аналитические сессии, тренажерные
комплексы, имитационные системы и др.)
4
3.1.4. Разделы курсового проекта, курсовой работы, реферата, домашнего
задания, их содержание и характеристика
Курсовой проект, курсовая работа, реферат, домашнее задание учебным
планом не предусмотрены.
3.1.5. Самостоятельная работа студентов
Всего (час)
18
Плановая (час.)
Индивидуальная(час.)
14
1. Индивидуальная работа = 14 час.
 самоконтроль полученных знаний - 3 час.
Домашняя работа(час.)
4
13
 конспектирование разделов, вынесенных на самостоятельную проработку 5 час.
 самостоятельное изучение дисциплины - 6 час.
Тема № 5. База знаний для выбора технического решения при проектировании
электромеханического устройства или системы - 4 час.
2. Домашняя работа = 4 часам:
 подготовка к лекциям - 1 час.;
 подготовка к семинарским занятиям – 2 час;
 подготовка к лабораторным занятиям- 1 часа.
Подготовка и сдача экзамена (36 час.)(1 ЗЕТ) и подготовка к зачету (5
час.)  учитывается в последнем модуле.
3.1.6. Самоконтроль полученных знаний
№
модуля
Подведение и проведение рейтинг-контроля,
час
Уровень
№ тем
3
3
7
8
9
Текущий
Тестовый
контроль
по модулю,
коллоквиум
Промежуточный
Защита плановой
лабораторной работы, экспресс
опрос и т.д.
Итоговый
1
2
5
Допуск к
зачёту
Всего на
контроль
модуля
11
3.1.7. Учебно-методические материалы по модулю
Литература 4 [1,4,5,8]
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Литература:
Основная
1. Розанов Ю. К. Электронные устройства электромеханических систем/ Соколова Е.
М. ; М.: Академия, 2004. - 272 с. - ISBN 5-7695-1365-9: 140р., 135р.78к., 154р., 169-00, 224-10,
158-73. 91 экз. н-1, общ.8-1, уч-87(к.ЭЭА-1), ч/з-2. УДК 621.314.632(075.8)
2. Малюх В.Н. Введение в современные САПР: курс лекций (125186): 2010. - 170 с. ISBN 5-88998-607-4: 50р. 2 экз. н-2, ч/з- , общ. , уч-, р.к.-. УДК 3.
3. Гольдберг О.Д. Инженерное проектирование и САПР электрических машин:
учебник для вузов (121381). 2008. - 336 с. - ISBN 5-7695-2064-7: 398-06, 310-26, 219-78. 2 экз.
н-2, ч/з- , общ. , уч- (1-к ЭиЭА). УДК 621.31.011.7(075.8)
Дополнительная
4. Соколова Е. М. Электрическое и электромеханическое оборудование/ М.: Издательский центр "Академия", 2010. - 224 с. - ISBN 978-5-7695-7287-6: 95-00. 40 экз. н-1, ч/з-1,
общ.8-1, уч-37 (1-к ЭиЭА, 1-к ЭМ). УДК 621.31.002.5(075.32)
14
5. Мышкин Н. К. Электрические контакты/ Кончиц В. В., Браунович М.; Долгопрудный: Интеллект, 2008. - 560 с. - ISBN 978-5-91559-003-7: 784-10. 10 экз. н-2, ч/з-2, общ.8-1, уч5(1-к ЭМИ, 1-к ЭиЭА). УДК 621.316.5.066.6(035)
6. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский –
СПб: Питер, 2000.- 384 с.:ил. ISBN 5-272-00071-4. 10 экз. н-2, ч/з-2, общ.8-1, уч-5. УДК
681.3.016(075).
7. Еслуков В.С. Автоматизированное проектирование систем управления:
учеб.пособие (для вузов). 2011. (129134). - с. - ISBN : р. к. 2 экз. н-1, общ. , уч- , ч/з-1. УДК
Печатные и рукописные методические указания, рекомендации, инструкции по изучению дисциплины (разработанные в ЮРГТУ (НПИ)) в том числе и электронные:
К практическим (семинарским) занятиям
8. Гринченков В. П. Модульные устройства и контакторы/ Лобов Б. Н.; ЮРГТУ (НПИ). М.: АББ, 2011. - 53 с. - 100-00. 25 экз. н-2, ч/з-2, уч-21. УДК 621.316.5(076.5)
К лабораторным занятиям
9. Белокопытов С.Л., Лобов Б.Н. Выбор оптимального технического решения в условиях многокритериальности: учеб.-методическое пособие / Юж.-Рос.гос.техн.ун-т (НПИ) –
Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2011. – 42 с. (25:25)
10.
К курсовому проекту (работе)
Учебным планом не предусмотрены
К написанию реферата
Учебным планом не предусмотрено
5. УЧЕБНАЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКИ, НИР.
Учебным планом не предусмотрено.
6. ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Общие положения
Суть интерактивного обучения состоит реорганизации учебного процесса таким образом, чтобы практически все обучаемые оказались вовлеченными в процесс познания. Совместная деятельность обучаемых в процессе познания, освоения учебного материала означает,
что каждый вносит свой особый индивидуальный вклад, идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности.
1. Интерактивные формы проведения занятий предполагают обучение в сотрудничестве.
Все участники образовательного процесса (преподаватель и студенты) взаимодействуют друг с другом, обмениваются информацией, совместно решают проблемы, моделируют ситуации.
2. Целью использования интерактивных форм проведения занятий является погружение
студентов в реальную атмосферу делового сотрудничества по разрешению проблем,
оптимальную для выработки навыков и качеств будущего специалиста.
3. Интерактивные формы проведения занятий могут быть использованы при проведении
лекций и семинарских занятий, при самостоятельной работе студентов.
Таблица реакции мозга на различные способы подачи информации
Способы подачи мате- Воспроизводимость Воспроизводимость Воспроизводимость
риала
через 3 часа
через 3 дня
через 1 год
Лекция-рассказ
70%
10%
3%
15
Показ-шоу
Лекция+Показ
Рассказ+Показ+Практика
72%
85%
98%
20%
65%
95%
13%
33%
75%
Таблица познавательных уровней, определяющих цель учебного процесса
Знания
Заучивать, запоминать, воссоздавать
Понимание
Объяснять, передавать другими словами
Применение
Использовать знания в иной ситуации
Анализ
Понимать отношение частей и целого, структуру, связи, причины,
последствия, обнаруживать и фиксировать ошибки
Оценка
Оценивать на основании критериев, приводить доказательства
Синтез
Перегруппировать отдельные части и создавать новое целое
Рис.6.1 - Пирамида обучения
Правила подачи материала:
1. Если сообщение передано один раз, то через год мозг будет помнить только лишь
10% информации; если сведения предоставлены шесть раз, объем запоминания увеличивается до 90%. Поэтому важны повторы материала, резюмирования, обзора.
2. Обратная связь (предоставление лектору информации о его действиях) – мощное
средство усвоения нового опыта.
3. Правило Гомера: очередность приводимых аргументов влияет на их убедительность.
Правильный порядок аргументов: сильный – средний - самый сильный.
4. Правило Сократа: для получения положительного решения по важному вопросу поставьте его на третье место, предпослав ему два коротких вопроса, на которые собеседник ответит «да».
5. Правило Паскаля: не загоняй собеседника в угол. Дай ему «сохранить лицо».
6.2. Творческие задания
1. Творческое задание составляет содержание (основу) любой интерактивной формы проведения занятия.
2. Выполнение творческих заданий требуют от студента воспроизведение полученной ранее информации в форме, определяемой преподавателем, и требующей творческого подхода:
Задание 1. «Формулирование определений».
Используя основные правила при формулировании определения классифицировать методы автоматизированного проектирования (Тема № 1)
Правила формулирования определений:
 определение должно быть ясным и не двусмысленным
 определение не должно содержать тавтологий (то же самое, но другими словами).
 определение нельзя давать через неизвестные понятия.
16

определение надо давать лишь через существенные признаки (т.е. те признаки без которых данный предмет существовать не может и которые отражают его коренную природу).
Задание 2. «Установление взаимосвязей».
Установить взаимосвязь между понятиями система автоматизированного проектирования,
математическое, программное. Информационное, лингвистическое и техническое обеспечения (Тема № 2)
Чтобы установить взаимосвязи между понятиями (предметами, явлениями, объектами
и т. д.) нужно:
 сравнить понятия (предметы, явления, объекты и т. д.), иначе указать существенные
сходства и существенные различия.
 классифицировать понятия (предметы, явления, объекты и т. д.), иначе распределить
их по существенным признакам.
Задание 3. «Алгоритмизация»
Используя понятие алгоритма построить блок-схемы решения задач выбора кинематической схемы электромагнитного аппарата, определения параметров надёжности обмотки
(Тема № 3).
Стройная система действий, необходимая для достижения поставленной цели ведёт к
понятию алгоритма или алгоритмического предписания.
Алгоритм - это точное описание последовательности действий для решения данной
конкретной задачи.
Не всякая последовательность действий является алгоритмом, и чтобы это было так,
она должна обладать свойствами алгоритма: понятностью, определённостью, конечностью,
массовостью и возможностью программирования.
 Понятность. Это свойство обусловлено тем, что алгоритм должен быть ориентирован
на определённого исполнителя и составлен из действий, доступных и понятных ему.
 Определённость. Это свойство требует точной формулировки алгоритма, не допускающей неоднозначности на любом шаге исполнения.
 Конечность. Это свойство гарантирует исполнение алгоритма за конечное число шагов
(действий). Бесконечных алгоритмов нет и не может быть.
 Массовость. Это свойство требует от алгоритма максимальной универсальности.
 Возможность программирования. Представление алгоритма в форме, понятной ЭВМ.
Алгоритмическое предписание – совокупность рекомендаций и указаний, определяющих
порядок действий для достижения заданной цели. Однако, в отличие от алгоритма, алгоритмическое предписание не требует строгого следования всем этапам работы, а допускает некоторые варианты в выборе промежуточных действий. Именно этот факт обеспечивает гармоническое сочетание формализованных указаний с возможностями мыслящей личности, тогда
как алгоритм специфически ориентирован на применение в технических устройствах.
6.3. Интерактивное выступление
1. Использование интерактивных элементов позволяет усилить эффективность выступлений.
2. Интерактивное выступление предполагает ведение постоянного диалога с аудиторией:
 задавая вопросы, и получая из аудитории ответы;
 проведение в ходе выступления учебной деловой игры;
 приглашение специалиста для краткого комментария по обсуждаемой проблеме;
 использование наглядных пособий (схем, таблиц, диаграмм, рисунков, видеозаписи
и др.) и т.п.
Интерактивное выступление (Тема № 4) построить по схеме интегрального алгоритма:
17
1. Название
(марериала)
2. Автор
3.Источник
(кем и когда
издано)
4. ПРОБЛЕМА
(основное содержание)
5. Факты, цифры
6. Особенности
изложения и
критика
7. Новизна,
практическое
применение
Рис.6.2 – Схема интегрального алгоритма
6.4. Методика «Сократический диалог»
1. Использование методики «сократический диалог» позволяет овладеть навыками задавания вопросов.
2. Сократический диалог предполагает разработку цепочки вопросов, приводящих отвечающего к какому-либо выводу. Для этого один студент только задает вопросы, другой – отвечает на них.
3. Использование методики «сократический диалог» приучает грамотно задавать вопросы.
а также планировать ход диалога, составлять его алгоритм (предполагать возможные варианты ответов и заранее готовить варианты последующих цепочек вопросов).
Методику возможно использовать при рассмотрении Темы № 6.
6.5. Методика «дерево решений»
1. Использование методики «дерево решений» позволяет овладеть навыками выбора оптимального варианта решения, действия и т.п.
2. Построение «дерева решений» - практический способ оценить преимущества и недостатки различных вариантов. Дерево решений для трех вариантов может выглядеть следующим
образом:
Проблема: …
Вариант 1: …
Вариант 2: …
Вариант 3: …
Плюсы
Минусы
Плюсы
Минусы
Плюсы
Минусы
3. На этапе предложения вариантов, и на этапе их оценки возможно использование методики «мозговой штурм».
Методика «дерево решений» возможна при анализе методов поиска экстремумов (Тема №
5)
18
6.6. Методика «Мозговой штурм»
1. Использование методики «мозговой штурм» стимулирует группу студентов к быстрому
генерированию как можно большего вариантов ответа на вопрос.
2. На первом этапе проведения «мозгового штурма» группе дается определенная проблема
для участники высказывают по очереди любые предложения, в точной и краткой форме; ведущий записывает все предложения (на доске, плакате) без критики их практической применимости.
3. На втором этапе проведения «мозгового штурма» высказанные предложения обсуждаются. Группе необходимо найти возможность применения любого из высказанных предложений
или наметить путь его усовершенствования. На данном этапе возможно использование различных форм дискуссии.
4. На третьем этапе проведения «мозгового штурма» группа представляет презентацию результатов по заранее оговоренному принципу:
 самое оптимальное решение,
 несколько наиболее удачных предложений;
 самое необычное решение и т.п.
5. Для проведения «мозгового штурма» возможно деление участников на несколько групп:
 генераторы идей, которые высказывают различные предложения, направленные на
разрешение проблемы;
 критики, которые пытаются найти отрицательное в предложенных идеях;
 аналитики, которые будут привязывать выработанные предложения к конкретным
реальным условиям с учетом критических замечаний, и др.
19
ИНФОРМАЦИЯ
Ключевые слова
Опорное слово
Опорное слово
…
Опорное слово
СМЫСЛ
Смысловые ряды
1. Опорное предложение.
2. Опорное предложение.
3. Опорное предложение.
…
n. Опорное предложение.
ДОМИНАНТА
Главная
мысль
Рис.6.3 - Дифференциальный алгоритм генерирования идей
6.7. Методика «ПОПС-формула»
1. Использование методики «ПОПС-формула» позволяет помочь студентам аргументировать свою позицию в дискуссии.
2. Краткое выступление в соответствии с ПОПС-формулой состоит из четырех элементов:
П – позиция (в чем заключается точка зрения)
О – обоснование (довод в поддержку позиции)
П – пример (факты, иллюстрирующие довод)
С – следствие (вывод)
я считаю, что …
… потому, что …
… например …
… поэтому …
20
7. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К ТЕСТОВОМУ КОНТРОЛЮ ЗНАНИЙ
СТУДЕНТОВ
7.1. Вопросы к модулю №1 (темы 1, 2)
1.САПР в электротехнике: современное состояние, перспективы и направления развития.
2. Роль математического моделирования в создании САПР.
3. Проблемы автоматического проектирования.
4. Назначение и состав технических средств САПР.
5. Языки программирования и проектирования.
6. Общее и специальное программное обеспечение.
7. Характеристика информации, используемой в САПР и информационное обеспечение.
8. Методическое и организационное обеспечение.
9. Разработка САПР.
10. Чертежная система AutoCad.
11. Назначение и функционирование пакета PSpice.
12. САПР электромагнитных аппаратов.
7.2. Вопросы к модулю №2 (темы 3, 4)
1. Задачи, решаемые базами знаний и экспертными системами.
2. Функциональное программирование.
3. Процедурные и декларативные знания.
4. Методы извлечения знаний и построения баз знаний.
5. Языки ЛИСП и ПРОЛОГ.
6. Экспертные системы электромеханических устройств.
7. Технологии разработки программного обеспечения систем, основанных на знаниях. 8.
Языки программирования для ИИ.
9. Инструментальные пакеты для ИИ.
10. WorkBench системы.
11. Продукционно-фреймовый язык PILOT/2.
12. Диагностика электромеханического устройства – пример предметной области для построения системы, основанной на знаниях.
13. Онтологии и онтологические системы.
7.3. Вопросы к модулю №3 (темы 5, 6)
1. Формализованная модель принятия решений.
2. Общая схема решения многокритериальной задачи.
3. Методы: идеального варианта, уступок, главного критерия, бинарных сравнений, использования функции полезности.
4. Общие сведения о бинарных отношениях.
5. Практическое применение аппарата бинарных отношений в задачах выбора.
6. Метод ЭЛЕКТРА, достоинства и недостатки.
7. Метод последовательного сужения исходного множества векторных оценок.
8. Выбор схем форсированного включения и конструкции электромагнитов.
9. Выбор материала и типа коммутирующих контактов.
10. Выбор дугогасительных устройств.
11. Выбор кинематической схемы контактора
21
8. ВНЕАУДИТОРНАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
№
Наименование
1.
Подготовка к лекциям
2.
Подготовка к лабораторным занятиям
3.
Подготовка к практическим занятиям
4.
Подготовка к семинарским занятиям
5.
Плановая работа
6
Индивидуальная работа
7.
Подготовка к экзамену
ИТОГО
Часы
3
6
5
40
54
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных
фильмов.
1
Рейтинг-план
«ОБЩЕНАУЧНЫЙ ЦИКЛ»
По дисциплине
(М.1.1.01) Автоматизация проектирования электромеханических устройств и систем
Для магистров, обучающихся по направлению 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И
Зачет – более 50 баллов
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
Профиль № 8, 9,12,16
На осенний семестр 2012/2013 учебного года
Незачет – менее 50 баллов
Лектор Лобов Б.Н.
Название модуля
Лекции, тема
1. История и современное состояние автоматизированного проектирования.
б
а
л
л
Лаб. раб.
№ ,
ба
л
л
Самостоятельная работа,
ба
л
л
Самостоятельная работа: 54
Весовой
коэффициент
модуля
Лекции – 18 часа
Лабораторные работы 18 часов
Практические занятия –
нет
Семинарские занятия 18
Итого – 108 часа (3
ЗЕТ)
МаксиРубежный
мальный
контроль
балл
модуля
Срок
контроля
3
Модуль № 1
2. Виды обеспечеСАПР электромеханиче- ния автоматизи3
ских устройств и систем рованного проектирования
3. Примеры САПР
электромеханических устройств и
4
систем
1. Чертёж детали в
AutoCad
5
2. Расчёт параметров контактора в
САПР ЭМА
5
Изучение
тем 1,2,3
20
Тестирование, плановая защита
лабораторных работ
20
V-8
2
4. Базы знаний и
экспертные системы
Модуль № 2
Базы знаний и системы
искусственного интеллекта
5. Принципы построения систем,
основанных на
знаниях
6. Пример разработки системы,
основанной на
знаниях
7. Методы решения задач выбора
технических решений
Модуль № 3
«Новые методы выбора
технических решений»
ИТОГО по дисциплине
8. Методы бинарных отношений
9. Выбор технических решений при
проектировании
электромеханических устройств
3
3
3. Информационный поиск в среде
Интернет
10
Изучение
тем 3,4
20
Тестирование, плановая защита
лабораторных работ
20
V-12
20
Тестирование, плановая защита
лабораторных работ
20
V-18
4
3
3
4. Выбор технических решений
10
Изучение
тем 5,6
4
60+40=1
00