Функциональные узлы и компоненты систем управления

Бакалавриат 2021/2022

Статус: Курс по выбору (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 3-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Тув Александр Леонидович

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 82

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Задачей курса является получение студентами знаний в части назначения систем контроля и управления, их типового состава, усвоение сведений о принципах работы датчиков различных физических величин, методах обработки аналоговой информации в системах, получения навыков расчета электронных схем, способах оцифровки сигнала. В курсе изучается устройство приводов, сенсорные системы, расчет усилительных каскадов, рассматриваются схемы генераторов сигналов, работа источников питания аппаратуры, преобразователи напряжение-частота, АЦП, ЦАП. Практические занятия направлены на закрепление полученных теоретических знаний и выработку у студентов опыта расчета параметров электронных устройств, навыков работы с измерительной аппаратурой и умений в части отладки схем. При проведении практических занятий много времени уделяется моделированию поведения схем. Курс углубляет знания, полученные студентами в курсах «Электроника и электротехника», «Схемотехника». Полученные при изучении курса знания применяются при прохождении практики, работе над проектами, выполнении ВКР.

Цель освоения дисциплины

Усвоение обучающимися принципов работы приводов, методов управления приводом, назначения двигательной, управляющей, сенсорной и информационной систем робота, узлов систем управления, модулей и компонентов цифровых и аналоговых устройств: активных и пассивных, дискретных и интегральных элементов, электромагнитных и коммутационных устройств, элементов индикации и модулей отображения информации.
Изучение методов сопряжения серийно-выпускаемых функциональных узлов с микроконтроллерами при построении систем сбора и обработки информации и управления.

Планируемые результаты обучения

Навыки в части сопряжения и отладки узлов при макетировании элементов систем контроля.
Понимание назначения двигательных и сенсорных функций систем управления.
Понимание назначения источников питания аппаратуры. Знание принципов работы линейных стабилизаторов и источников опорного напряжения. Понимание работы импульсных преобразователей. Знания в части работы трансформаторных импульсных преобразователей
Понимание назначения полупроводниковых элементов в управлении приводами. Знания характеристик силовых диодов, транзисторов. Понимание принципа работы тиристоров. Умение применять силовые полупроводнковые элементы в схемах
Понимание принципов работы датчиков различной физической природы, представление об областях применения датчиков, знания в области получения измерительной информации с датчиков.

Содержание учебной дисциплины

Введение
Робототехнические системы.
Приводы
Электродвигатели
Элементы силовой электроники для управления электродвигателями
Источники питания аппаратуры
Общие сведения о датчиках, применяемых системах управления
Схемы обработки и преобразования измерительной информации
Датчики перемещения и положения
Датчики скорости и динамических факторов

Элементы контроля

Опрос на лекции
Практические работы 3 го модуля
Домашнее задание
Устный экзамен
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса), без прокторинга. Экзамен проводится на платформе JitsiMeet (https://meet.miem.hse.ru/424). К экзамену необходимо подключиться за 15 минут до начала. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка jitsi. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение минута и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи подразумевает использование усложненных заданий.
Пактические работы 4 го модуля
Практические работы выполняются согласно методическим указаниям для проведения работы. После выполнении задания, связанного с изготовлением действующего макета, необходимо, полученные на макете результаты предъявить преподавателю до демонтажа макета. По результатам выполнения практических заданий оформляются отчеты. Отчеты предоставляются к защите. Отчеты должны содержать схемы устройств, описания работы схем, результаты моделирования и (или) испытаний. Результаты должны сопровождаться комментариями и выводами. 1. Отчет представляется в распечатанном виде на устной защите. Оформляется один отчет на бригаду в составе не более трех студентов. На защите обязательно присутствие всех членов бригады, за исключением уважительных причин (болезнь и т.д.). Каждый член бригады защищается индивидуально. 2. Максимальная оценка практической работы: 10 баллов. 3. Вопросы на защите соответствуют содержанию методических указаний и вопросам, приведенным в методических указаниях и материалах лекций. 5. Критерии снижения баллов за отчет: незначительные замечания – один или два балла;серьезные замечания или большое количество незначительных замечаний – от трех до пяти баллов;нарушение срока сдачи отчета – один балл за каждую неделю (максимум минус четыре балла). 6. Для получения оценки 8 баллов на защите необходимо правильно и своевременно выполнить все элементы практической работы, вовремя подготовить отчет, защитить отчет без замечаний, правильно ответить на дополнительные вопросы по материалам методических указаний и лекций 7. Для получения оценок 9 и 10 необходимо также правильно ответить на вопросы, касающиеся тем практической работы, но выходящие за рамки методических указаний и материалов лекций. 8. Оценку за защиту результатов выполненной работы исправить нельзя.

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 4 модуль
0.25 * Пактические работы 4 го модуля + 0.26 * Устный экзамен + 0.12 * Опрос на лекции + 0.12 * Домашнее задание + 0.25 * Практические работы 3 го модуля

Программа дисциплины