Встроенные и распределенные системы контроля и 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: 4-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Ажмяков Вадим Викторович, Аминев Дмитрий Андреевич

Язык: русский

Кредиты: 8

Контактные часы: 92

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс посвящен техническим аспектам организации автоматических и автоматизированных систем управления. Цель курса - усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава и характеристик, понимание принципов построения, функционального назначения технических средств систем, изучение архитектуры, приобретение теоретических сведений в области систем автоматического управления (САУ), получение практики программирования микроконтроллеров, программируемых логических контроллеров (ПЛК) и ПЛИСС, а также знаний и навыков в области встраиваемых систем. На занятиях изучается работа устройств связи с объектом, элементы теории управления и регулирования, использование каналов передачи данных для построения распределенных систем. Курс углубляет знания, полученные студентами в курсах «Объектно-ориентированное программирование», «Теория автоматов и управление», «Микроконтроллерные системы», «Схемотехника», «Функциональные узлы и компоненты систем управления». Полученные при изучении курса знания применяются при прохождении практики, в работе над проектами, выполнении ВКР.

Цель освоения дисциплины

Усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава, характеристик, приобретение знаний в части автоматического управления и регулирования.
Понимание принципов построения, функционального назначения, архитектуры технических средств систем контроля и управления.
Получение знаний и навыков в области применения микроконтроллеров и ПЛИСС в встраиваемых и распределенных системах , приобретение опыта программирования элементов систем.
Изучение работы устройств связи с объектом, элементов управления и регулирования систем контроля и управления, а также средств связи и каналов передачи данных.
Получение навыков разработки и программирования элементов систем.

Планируемые результаты обучения

Знание возможных вариантов организации систем контроля и управления. Понимание назначения компонентов типовых систем. Умение выбирать наиболее оптимальную в конкретных условиях организацию системы
Знание состава компонентов типовых систем контроля и управления.
Навыки разработки и отладки компонентов систем сбора данных и управления
Навыки самостоятельной работы с инструментальными средствами разработки программного обеспечения и схемотехнического моделирования.

Содержание учебной дисциплины

Вводная лекция. Основы теории систем автоматического управления (САУ), типы и конструктивные элементы
Основы моделирования в САУ пространстве состояний и в частотной области
Регулятор, осуществляющий пропорциональное, интегрирующее и дифференциальное (ПИД) управление.
Методы анализа САУ и измерительные системы
Компоненты устройств связи с объектом (УСО).
Применение микроконтроллеров во встраиваемых и распределённых системах.
Операционные системы реального времени
Программируемы логические контроллеры (ПЛК).
Архитектуры, состав и принципы функционирования ПЛИС. Языки описания аппаратуры HDL.
Реализация на ПЛИС встраиваемых систем контроля и управления с распределённой обработкой потоков данных.
Реализация на ПЛИС контроллеров стандартных интерфейсов для связи с объектом и других решений для систем контроля и управления
Применение ПЛИС в системах контроля и управления. Инструментальные средства работы с ПЛИС.

Элементы контроля

Домашнее задание
Лабораторный практикум Оценка первого модуля
Активность на лекциях
Экзамен
Лабораторный практикум Оценка второго модуля
Лабораторный практикум Оценка третьего модуля

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 3 модуль
0.1 * Домашнее задание + 0.29 * Лабораторный практикум Оценка второго модуля + 0.1 * Активность на лекциях + 0.1 * Экзамен + 0.12 * Лабораторный практикум Оценка первого модуля + 0.29 * Лабораторный практикум Оценка третьего модуля

Программа дисциплины