Идентификация и диагностика систем_БАК 27.03.04_Макаров В

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Департамент электронной инженерии
Программа дисциплины
«Идентификация и диагностика систем»
для направления 27.03.04. «Управление в технических системах»,
подготовки бакалавров
Автор программы: Макаров В.В., д.т.н., профессор,
makarov.vw@yandex.ru
Рекомендована профессиональной коллегией
УМС по электронике
«___»________ 2015 г
Председатель С.У. Увайсов _______________________
Утверждена учёным советом МИЭМ
«___»_______2015 г.
Ученый секретарь В.П. Симонов __________________
Москва, 2015
-21.
Цели и задачи дисциплины:
изучение методов
структурной и параметрической идентификации, математических моделей
звеньев САУ и тестовых сигналов, методов технической диагностики САУ.
2.
Место дисциплины в структуре ООП:
цикл дисциплин
направления ДН(М), дисциплина ДН(М)Р.9; требования к входным знаниям,
умениям и компетенциям в соответствии с ОК1-ОК3,ОК5-ОК12, ПК9, ПК10,
ПК18, ПК20; дисциплине сопутствует дисциплина «Теория автоматического
управления».
3.
Требования к результатам освоения дисциплины:
процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций ПК-1, ПК-3, ПК-6, ПК-19, ПК-27. В результате изучения
дисциплины студент должен знать математические модели динамических
объектов и сигналов, методы идентификации и технической диагностики
САУ; уметь выбрать метод, разработать систему и план эксперимента по
идентификации или диагностике; владеть
навыками организации и
проведения идентификации и технической диагностики звеньев САУ,
инженерных аналитических и экспериментальных исследований.
4.
Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Семинары
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовая работа
Контрольные работы, 2
Домашние задания, 2
В интерактивной форме
Аттестация
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Всего часов/
зачетных единиц
95
Семестры
7,8
95
58
37
33,6
58
37
33,6
24
4,8
4,8
24
4,8
4,8
4
132,6
экзамен
132,6
-35.
Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
1. Основные принципы идентификации динамических объектов.
Динамические объекты САУ. Понятия теории идентификации.
Математические модули (ММ) идентифицируемых объектов. Непрерывные
ММ линейных объектов. Структура и параметры ММ. Параметрическая и
непараметрическая, активная и пассивная идентификация.
2. Математические модели динамических объектов и сигналов.
Непрерывные модели динамических объектов. Дискретные модели
динамических объектов. Детерминированные тестовые сигналы. Дельтаимпульс. Метод определения весовой функции объекта. Единичный
скачок. Метод определения переходной функции объекта. Интеграл
Дюамеля. Гармоническое тестовое воздействие. Определение частотных
характеристик линейного динамического объекта.
Случайные процессы. Закон распределения, математическое ожидание,
дисперсия, автокорреляционная и нормированная автокорреляционная
функция. Стационарные случайные процессы. Эргодические случайные
процессы. Частотный спектр и средняя мощность. Преобразование
Винера-Хинчина. Взаимная корреляционная функция. Белый и розовый
шумы.
3. Непараметрические методы идентификации объектов.
Метод сложного тестового сигнала. Матричное уравнение и его
решения. Метод идентификации частотных характеристик объектов с
помощью гармонических тестовых сигналов. Метод цифрового
синхронного интегрирования; точность и
быстродействие метода.
Цифровой корреляционный метод. Интегральное уравнение ВинераХопфа. Точность и быстродействие корреляционного метода.
4. Параметрические методы идентификации объектов.
Подсистема параметрической идентификации объекта. Измерительная
подсистема. Матричное уравнение измерений. Квадратичный критерий
точности идентификации. Требования несмещенности, состоятельности,
эффективности оценок. Пространство состояний. Идеальная измерительная
подсистема. Система дискретных уравнений идентификации. Условия
наблюдаемости. Метод наименьших квадратов.
5. Методы технической диагностики.
Основные причины катастроф и отказов. Термины и определения
технической диагностики. Виды технических состояний объекта. Задачи и
средства диагностики. Диагностические ММ непрерывных динамических
объектов. Теория чувствительности. Критерии диагностируемости объекта.
Методы диагностики. Метод модулирующих функций. Цифровая система
диагностики, в которой используется этот метод. Цифровой частотный
метод диагностики.
-4–
5.2. Разделы дисциплины
и междисциплинарные связи с
обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами:
№
п/п
Наименование обеспечиваемых
(сопутствующих) дисциплин
Теория1автоматического
управления
1
.
№№ разделов данной дисциплины,
необходимых для сопутствующих
дисциплин
1
2
3
4
2
3
4
5
Самостоят.
работа
2
Всего
5.3. Разделы дисциплины и виды занятий
№
п.п
Наименование раздела
дисциплины
Лекции
Семинары
1
Основные принципы
идентификации
динамических объектов
Математические
модели динамических
объектов и сигналов
Непараметрические
методы идентификации
объектов
Параметрические
методы идентификации
объектов
Методы технической
диагностики
4
-
Курсовая
работа
-
14
12
12
2
40
14
10
12
2
38
14
8
-
2
24
12
7
-
2
21
2
3
4
5
6
6. Тематика курсовой работы: метод идентификации посредством
цифрового синхронного интегрирования.
-5–
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Толчеев В.О., Ягодкина Т.В. Методы идентификации линейных
одномерных динамических систем, М., МЭИ, 2007.
2. Жирабок А.Н., Шумский А.Е. Техническое диагностирование
сложных систем. Владивосток, 2007.
б) дополнительная литература:
1. Метод идентификации частотных характеристик динамических
объектов посредством цифрового синхронного
интегрирования.
Метод. указание к работе по курсу «Идентификация и диагностика».
МГИЭМ, М. 2006.
2. Задания к
двум домашним работам по курсу «ИДС» (в
рукописи).
3. Вопросы к двум контрольным работам по курсу «ИДС» (в
рукописи).
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
дисплейный класс персональных ЭВМ, рабочие программы
моделирования.
10. Методические рекомендации по организации изучения
дисциплины: модули этой дисциплины, модули дисциплины «Теория
автоматического управления»,
периодический
контроль знаний
студентов.
Разработчик: профессор «ДЭИ», д.т.н.
Эксперт: профессор «ДЭИ», д.т.н.
В.В. Макаров
А.Ф. Каперко