711

защиты. Изучение фильтра Калмана с помощью пакета Statistics Toolbox

Simulink Matlab.

Раздел 8. Основные вопросы идентификации систем управления. Пакет

прикладных программ System Identification Toolbox.

Понятие структурной и параметрической идентификации. Типовые структуры систем с дискретным временем. Особенности идентификации систем в частотной и временной областях их описания. Выбор идентифицирующих сигналов, способов оценивания и проверки адекватности модели. Построение модели временного ряда с помощью оценивания параметров моделей авторегрессии и авторегрессии скользящего среднего. Использование для построения модели вейвлет-преобразования и

нейронных сетей.

Раздел 9. Построение модели технологического объекта.

Схема построения модели: системный анализ объекта, организация

экспериментальных исследований, анализ сигналов, топологическая и параметрическая идентификация модели объекта, синтез системы управления. Методика проведения эксперимента и алгоритмическое

обеспечение экспериментальных исследований. Топологическая

идентификация на основе регрессионного и корреляционного анализа.

Обобщенная модель системы. Методы оценки вектора параметров.

Построение статических моделей на основе регрессионного анализа.

Проверка адекватности модели выборочным данным. Пакеты программ Data

Acquisition System, Instrument Control Toolbox, Statistics Toolbox, Optimization

Toolbox.

Раздел 10. Системы SCADA.

Назначение системы. Сравнение с системами телеметрии. Описание структур различных уровней, каналов связи. Терминология объектно-

ориентированного программирования. Изучение идеологии построения систем SCADA с помощью пакетов программ Matlab Builder for .NET, Database Toolbox, OPC Toolbox. Структура пакета визуального

11

программирования LabView. Цифровая обработка и генерация сигналов на базе технологий National Instruments.

Автоматизация систем диспетчерского управления электроэнергетическими объектами на основе SCADA.

2. Самостоятельная работа студентов

Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам.

Самостоятельно студенты в лаборатории 406 кафедры автоматизации производственных процессов дорабатывают лабораторно-практические работы, готовят отчеты по каждой из них.

12

спектрального и корреляционного анализа

3. Вопросы к экзамену

1.Понятие модели.

2.Задачи и методы моделирования.

3.Масштабы процессов и параметров систем.

4.Способы получения критериев подобия: метод анализа размерностей,

метод интегральных аналогов, метод нормализации уравнений.

5.Способы построения подобных и дуальных цепей.

6.Структурные модели-аналоги и их реализация в среде SimulinkMatLab.

7.Примеры построения моделей объектов управления методом аналогий.

8.Структура пакета прикладных программ SimPowerSystems.

9.Модели основных блоков силовой электроники и средств управления режимами их работы.

10.Модели машин постоянного и переменного тока.

11.Средства измерения параметров качества электрической энергии.

12.Статистическая модель эксперимента.

13.Пакет прикладных программ Statistics Toolbox Simulink Matlab.

14.Моменты случайных величин и их использование для идентификации закона распределения.

15.Применение критериев значимости и теории оценивания для обработки экспериментальных данных.

16.Схема обработки и форма представления результатов измерения.

17.Применение функции максимального правдоподобия для оценки параметров выборочного распределения.

18.Методы выбора теоретического закона распределения для описания экспериментальных данных.

19.Способы представления результатов однофакторного эксперимента.

13

20.Метод наименьших квадратов. Линейная регрессия.

21.Многофакторный эксперимент.

22.Аддитивные и мультипликативные модели процессов.

23.Методы теории планирования эксперимента.

24.Порядок проведения эксперимента: cбор и анализ априорной информации; выбор входных и выходных переменных, определение области коэффициентов регрессии.

25.Адекватность модели выборочным данным.

26.Модели сигналов систем автоматического управления.

27.Пакет прикладных программ Signal Processing Toolbox Simulink Matlab.

28.Связь параметров динамического и спектрального представления сигналов.

29.Оконное преобразование Фурье.

30.Принцип вейвлет-преобразования.

31.Реализация преобразований в пакетах программ Wavelet Toolbox Simulink Matlab и MathCAD.

32.Реализация эмпирического метода декомпозиции сигналов в среде

LabView.

33.Классификация стохастических процессов и методы их описания.

34.Функции распределения и характеристические функции.

35.Авто и взаимно ковариационные функции.

36.Методы измерения статистических характеристик процессов.

37.Дискретное преобразование Лапласа.

38.Методы восстановления сигналов с помощью интерполяционного ряда Котельникова-Шеннона и степенного ряда.

39.Дискретное преобразование Фурье.

40.Основные положения теории управления.

41.Пакет прикладных программ Control System Toolbox.

42.Задачи, общие принципы и структура систем управления. 43.Устойчивость, управляемость и наблюдаемость, многомерные

14

системы.

44.Изучение свойств звеньев и структур различной топологии с помощью пакета Control System Toolbox.

45.Нелинейные системы управления. Пакет программ Nonlinear Control

Design.

46.Пакет Optimization Toolbox.

47.Пакеты программ Robust Control Toolbox, Model Predictive Control Toolbox.

48.Наблюдаемость динамической системы.

49.Оценивание параметров при наличии шумов измерения.

50.Фильтр Калмана для дискретных наблюдений и дискретной/непрерывной модели сигнала.

51.Примеры реализации наблюдателей для систем автоматизированного электропривода и релейной защиты.

52.Изучение фильтра Калмана с помощью пакета Statistics Toolbox

Simulink Matlab.

53.Основные вопросы идентификации систем управления.

54.Пакет прикладных программ System Identification Toolbox.

55.Понятие структурной и параметрической идентификации.

56.Выбор идентифицирующих сигналов, способов оценивания и проверки адекватности модели.

57.Построение модели временного ряда с помощью оценивания параметров моделей авторегрессии и авторегрессии скользящего среднего.

58.Использование для построения модели вейвлет-преобразования и нейронных сетей.

59.Построение модели технологического объекта.

60.Схема построения модели: системный анализ объекта, организация экспериментальных исследований.

61.Схема построения модели: анализ сигналов, топологическая и

15

параметрическая идентификация модели объекта, синтез системы управления.

62.Топологическая идентификация на основе регрессионного и корреляционного анализа.

63.Обобщенная модель системы. Методы оценки вектора параметров. 64.Построение статических моделей на основе регрессионного анализа.

65.Проверка адекватности модели выборочным данным.

66.Пакеты программ Data Acquisition System, Instrument Control Toolbox, Statistics Toolbox, Optimization Toolbox.

67.Системы SCADA. Назначение системы.

68.Терминология объектно-ориентированного программирования.

69.Изучение идеологии построения систем SCADA с помощью пакетов программ Matlab Builder for .NET, Database Toolbox, OPC Toolbox.

70.Структура пакета визуального программирования LabView

16

Библиографический список

Основная литература

1.Петровский, В.С. Моделирование систем: доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностр. в качестве учеб. пособия для студентов высш.

учеб. заведений [Текст]: учеб. пособ. / В.С. Петровский. – Воронеж: ВГЛТА,

2010. – 371 с.

Дополнительная литература

2.Чикуров Н. Г. Моделирование систем и процессов [Электронный ресурс]:

доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностроения (УМО АМ) в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений,

обучающихся направлению подгот. «Автоматизация технол. процессов и производств (машиностроение)»/ Н. Г. Чикуров, - М.:РИОР: ИНФРА-М,

2013. – 398 с.

3.Меньков, А.В. Теоретические основы автоматизированного управления

[Текст] : учеб. для вузов / А.В Меньков, В.А. Острейковский – М.: Изд-во Оникс, 2005. – 640 с.

17

Поляков Сергей Иванович

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ ОТРАСЛИ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 - Автоматизация технологических процессов и производств (уровень магистратуры)

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

18