Структура и содержание дисциплины. Министерство образования и науки Республики Казахстан
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Некоммерческое АО «Алматинский университет энергетики и связи»
Теплоэнергетический факультет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»
«Утверждаю»
Декан ТЭФ_________ М.У.Зияханов
___________2017г.
Силлабус дисциплины
TAUTE 3316 – ТАУ и САУ теплотехнологическими процессами
в теплоэнергетике
специальности 5B071700 – «Теплоэнергетика»
Курс - 3
Семестр - 6
Всего - 3 кредита
Всего по ECTS - 5 кредита
Всего часов - 135
Аудиторных часов - 60
В том числе:
Лекции - 30
Лабораторные - 30
Практические - 0
СРО - 75
СРCП - 30
Семестровые работы - 3
Форма отчетности - Экзамен
Алматы
Syllabus составили: Стояк Вячеслав Владимирович, к.т.н., профессор АУЭС, Джаманкулова Нелля Орналиевна доцент кафедры Промышленной теплоэнергетики на основании рабочего учебного плана специальности 5В071700 – «Теплоэнергетика»
|
|
|
Syllabus рассмотрен и одобрен на заседании кафедры ПТЭ
Протокол № 7 от «20» ______06_______2017г.
Заведующий кафедрой ___________Мусабеков Р.А.
Syllabus рассмотрен и утвержден на заседании учебно-методической комиссии Теплоэнергетического факультета, протокол № 5 от «23» 06 2017г.
1 Преподаватели:
Джаманкулова Нелля Орналиевна,доценткаф ПТЭ, каб. А229.
Контакты: 8(727) 2925380, studentsbox@mail.ru
Бекалай Нұрипа Қырғызбайқызы,доценткаф ПТЭ АУЭС, каб. А 229.
Контакты: 8(727) 2925380, pte@aipet.kz.
2 Время и место проведения аудиторных занятийкурса указано в
расписании учебных занятий, график консультаций, СРСПразмещен на досках объявлений деканата теплоэнергетического факультета (Б227) и кафедры ПТЭ (А235).
Характеристика учебной дисциплины
3.1 Цель дисциплины – Формирование у специалистов теплоэнергетиков необходимых знаний и навыков в области теории автоматического управления теплоэнергетическими и теплотехническими процессами и установками.
Задачи изучения дисциплины
Изучение основных принципов построения систем автоматического управления на базе современных математических методов и технических средств, приобретении навыков анализа и синтеза систем управления.
|
|
|
Обеспечение надежности, маневренной, эффективной и безопасной работы теплотехнического оборудования невозможно без современных систем автоматического регулирования и управления.
Теплотехнические объекты автоматического управления обладают рядом особенностей, в том числе: наличие переходного и транспортного запаздывания, распределенность параметров, значительная инерционность, задание динамических свойств набором экспериментальных данных и др. Это предопределяет необходимость выделения из общей теории управления группы методов эффективного расчета теплотехнических и теплоэнергетических систем.
Описание дисциплины
Дисциплина рассчитана на студентов специальности «5В071700 –«Теплоэнергетика» и ставит целью ознакомить студентов с основными принципами построения систем автоматического управления на базе современных математических методов и технических средств.
Курс «ТАУ и САУ теплотехнологическими процессами в теплоэнергетике» входит в модуль МТЭ-11 учебного плана ивключает следующие основные разделы: Классификация и математическое описание систем автоматического управления. Исследование устойчивости динамических систем. Общее сведения о качестве переходных процессов в системах автоматического регулирования.
|
|
|
По окончании курса "ТАУ и САУ теплотехнологическими процессами в теплоэнергетике"студент должен
иметь представление:
- о принципах автоматического управления;
- об основных разновидностях систем управления;
- о целях, задачах и методах анализа и синтеза систем автоматического управления;
- о компьютерной поддержке анализа и синтеза систем;
- о последних достижениях в теории и технике автоматического управления.
знать:
- методы аналитического и экспериментального исследования статических и динамических характеристик объектов управления;
- методы составления и линеаризации математических моделей динамических систем;
- методы анализа устойчивости динамических систем;
- методы анализа качества переходных процессов в системах управления;
- методы моделирования и исследования систем автоматического управления с использованием аналоговой и цифровой вычислительной техники;
- методы математического описания и анализа устойчивости и качества цифровых систем управления;
- методы и инструментами имитационного моделирования и анализа систем управления.
|
|
|
уметь:
- описывать динамическую систему с помощью структурных схем и сигнальных графов, преобразовывать и упрощать структурные схемы;
- моделировать и исследовать динамическую систему с использованием аналоговой и цифровой вычислительной техники;
- анализировать устойчивость и качественные показатели работы системы автоматического управления;
- синтезировать систему требуемого качества.
3.4 Пререквизиты дисциплины: Физика, Химия, Математика, Техническая термодинамика, Электротехника и электроника, Теплотехнические измерения и контроль, Теплоэнергетические системы и энергоиспользование, Методы моделирования и оптимизации теплотехнологических процессов и установок, Котельные установки ТЭС, Паровые и газовые турбины, Вспомогательное оборудование ТЭС.
3.5 Постреквизиты дисциплины: Реализациятеплоэнергетических процессов на ТЭС, эксплуатация основного оборудование ТЭС, Теплофикация и тепловые сети.
Структура и содержание дисциплины
Тематический план курса
| Лекция | Содержаний лекций | Номер источника |
| 1 | 2 | 3 |
| 1-2 | Введение. Понятие об автоматическом управлении. Основные принципы построения систем автоматического управления (САУ).(1 час).Понятие о технологическом объекте управления. Особенности теплоэнергетических процессов и установок как объектов автоматизации).(1 час). | [1,2,3] [5,12,14] |
| 3-4* | Принципы регулирования. Разомкнутые, замкнутые и комбинированные системы (1 час). Программные и следящие системы, системы дискретного действия. Понятие о цикловых программных системах управления. (1 час). | [1,3,5,12,14] |
| 5-6 | Задачи исследования и расчеты ТАУ. Статика и динамика элементов САУ. Декомпозиция системы. (1 час). Составление дифференциальных уравнений динамических систем. Линеаризация уравнений. Безразмерная и операторная формы записи дифференциальных уравнений. (1 час). | [1,3,5,12] |
| 7-8 | Применение преобразования Лапласа для решения линейных дифференциальных уравнений. Передаточная функция.(1час). Переходные, разгонные и импульсные характеристики. Частотные функции и характеристики элементов и систем. Понятие о передаточной функции и динамических характеристиках дискретных систем. (1 час). | [1,3,12] |
| 9-10* | Свойства и характеристики элементарных линейных звеньев. (1 час). Соединение звеньев. Преобразование структурных схем. (1 час). | [1,3,4,12] |
| 11-12* | Законы регулирования, статические и динамические характеристики распространенных автоматических регуляторов. | [1,3,4,12] |
| 13-14* | Понятие об устойчивости динамической системы. (1 час). Корневой, графоаналический и алгебраический критерии устойчивости. Частотные методы анализа устойчивости. (1 час). | [1,3,12] |
| 15-16 | Построение области устойчивости в пространстве коэффициентов характеристического уравнения или в пространстве настроечных параметров регулятора (Д- разбиение). (1 час). Общие сведения о качестве переходных процессов в системе автоматического управления и определении оптимальных параметров настройки регуляторов. (1 час). | [1,3,12] |
| 17-18 | Показатели качества. Область допустимых отклонений регулируемой величины. Методы оценки качества переходных процессов. (1 час). Исследование качества переходных процессов. Понятие о расширенных частотных характеристиках элементов и систем. Методы определения РЧХ. (1 час). | [1,3,4] |
| 19-20 | Методы определения оптимальных параметров настройки автоматических регуляторов. (1 час).Аналитический, графоаналитический, расчетные формулы, приближенные методы. Алгоритмы автоматической настройки регуляторов. (1 час). | [1,3,4] |
| 21-22* | Особенности теплотехнологических процессов и установок как объектов автоматизации. Основное и вспомогательное оборудование ТЭС как объектов управления. (1 час). Особенности процессов и аппаратов подготовки воды и топлива как объектов управления. Динамические характеристики объектов управления. (1 час). | [16, 17] |
| 23-24 | Структура и функциональный состав технических средств САУ технологическими процессами на ТЭС. (1 час). Классификация технических средств. Основным требования к техническим характеристикам технических средств автоматизации. (1 час). | [16, 18] |
| 25-26 | Принципы технической реализации алгоритмов автоматического управления на аналоговых средствах автоматического регулирования (1 час). Микроконтроллеры и промышленные контроллеры в САУ. Управляющие вычислительные комплексы. (1 час). | [18] |
| 27-28* | Автоматическое управление энергетических котлов. Автоматическое управление барабанных котлов, регулирование мощности процесса горения питания и водного режима. (1 час). Автоматическое управление прямоточных котлов. Особенности управления. Регулирование тепловой нагрузки и температуры перегрева пара. (1 час). | [16, 17] |
| 29-30 | Автоматизация вспомогательных процессов и установок ТЭС. (1 час). САУ мельничного оборудования, процессов и установок химической очистки воды, теплофикационных установок. Автоматические системы защиты теплового оборудования. (1 час). | [16, 17] |
Примечание: знаком *) отмечены темы для студентов заочного обучения
Практическая подготовка
4.2.1 Содержание лабораторно- практических занятий:
| Прак. занятия | Содержание занятий | Номер источника |
| 1 | 3 | 4 |
| 1-2 | Составление дифференциальных уравнений элементов систем автоматического управления. (1 час). Решение дифференциальных уравнений элементов систем автоматического управления тепловых объектов. (1 час). | Конспект лекций [9, 10] |
| 3-4 | Определение и построение временных и частотных характеристик элементов САУ. (1 час). Получение расширенных частотных характеристик (РЧХ). (1 час). | Конспект лекций [9, 10] |
| 5 | Исследование устойчивости динамических систем с помощью критериев устойчивости. Построение области устойчивости в пространстве коэффициентов характеристического уравнения. (1 час). | Конспект лекций [9, 10] |
| 7 | Определение и построение вещественной частотной характеристики замкнутой системы. (1 час). Построение переходного процесса в системе регулирования. (1 час). | Конспект лекций [9, 10] |
4.2.2 Содержание лабораторных занятий:
| Лаб. зан | Содержание лабораторных работ | Номер источника |
| 1 | 3 | 4 |
| 1-4 | Исследование динамических характеристик типовых линейных звеньев. (2 часа). Исследование динамических характеристик линейных регуляторов. (2 часа). | Конспект лекций, [13, 14] |
| 5-8 | Исследование частотных характеристик типовых линейных звеньев (2 часа). Исследование частотных характеристик линейных регуляторов. (2 часа). | Конспект лекций, [13, 14] |
| 9-12 | Экспериментальные определение кривой разгона объекта регулирования. ((2 часа). Снятие переходных процессов в замкнутой системе автоматического регулирования. Оценки показателей качества. (2 часа). | Конспект лекций, [13, 14] |
| 13-15 | Оценки показателей качества. Моделирование и исследование замкнутых систем автоматического регулирования. (3 часа). | Конспект лекций, [13, 14] |
Расчетно-графическая работа
1 Составление дифференциальных уравнений элементов систем автоматического управления (САУ). Определение и построение временных и частотных характеристик элементов САУ.
2 Исследование устойчивости динамических систем с помощью критериев устойчивости.
3 Построение области устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования на плоскости параметров настройки пропорционально-интегрального регулятора (С0 ,С1).
5 Аналитический расчет оптимальной настройки линейных регуляторов с использованием РЧХ.
6. Определение и построение вещественной частотной характеристики замкнутой системы.
РГР выполняются по специально разработанным методическим указаниям. МУ [11, 12]
Тематика СРО
1.Основные принципы построения систем автоматического управления (САУ). Особенности теплоэнергетических процессов и установок как объектов автоматизации.
2. Принципы регулирования. Примеры разомкнутых, замкнутых и комбинированных систем.
3. Составление дифференциальных уравнений динамических систем. Линеаризация уравнений. Операторная форма записи дифференциальных уравнений.
4. Применение преобразования Лапласа для решения линейных дифференциальных уравнений. Определение передаточной функции. Переходные, разгонные и импульсные характеристики, их определение. Определение частотные характеристик элементов и систем.
5. Определение характеристик элементарных типовых линейных звеньев. Способы соединения звеньев. Преобразование структурных схем.
6. Законы регулирования, статические и динамические характеристики распространенных автоматических регуляторов(П, И, ПИ, ПД, ПИД).
7. Анализ устойчивости САУ по корням характеристического уравнения, по алгебраическим критериям устойчивости Гурвица, Раусса, и частотным критериям устойчивости Михайлова, Найквиста.
8. Построение области устойчивости в пространстве коэффициентов характеристического уравнения или в пространстве настроечных параметров регулятора (Д- разбиение).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 320; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!