Презентація без аудіо супроводу. Нелінійні системи автоматичного управління. Зв'язок теорії з автоматикою та технічною кібернетикою. Думки відомих вчених. Компетенції майбутнього інженера

1. ДИСТАНЦІЙНИЙ КУРС
Теорія автоматичного
Управління
ЧАСТИНА 2
НЕЛІНІЙНІ СИСТЕМИ
АВТОМАТИЧНОГО
УПРАВЛІННЯ
НЕЛІНІЙНА КАРТИНА СВІТУ Є
НАБАГАТО СКЛАДНІШЕЮ, БІЛЬШ
ОБ'ЄМНІШЕЮ, БІЛЬШ
БАГАТОГРАННОЮ, НІЖ ЛІНІЙНА !
НЕЛІНІЙНІСТЬ ПРОЯВЛЯЄТЬСЯ ЯК
УНІВЕРСАЛЬНА І ФУНДАМЕНТАЛЬНА
ВЛАСТИВІСТЬ СВІТУ.
НЕЛІНІЙНІСТЬ ПОРОДЖУЄ
НЕТРИВІАЛЬНІСТЬ ГІПОТЕЗ, ІДЕЙ,
РЕЗУЛЬТАТІВ І НАСЛІДКІВ.

2. Курс є не від’ємною частиною базової дисципліни
підготовки спеціалістів інженерного профілю –
“Теорія автоматичного управління” (ТАУ)
Мета – підготовка висококваліфікованих спеціалістів у
галузі автоматики, здатних виконувати дослідницькі і
розрахункові роботи по проектуванню автоматичних
систем з застосуванням засобів сучасної
обчислювальної техніки.
Вивчення динамічних властивостей НСАУ стало
необхідною складовою частиною інженерного
проектування автоматичних систем. Всі реальні системи
управління є у більшій або меншій мірі нелінійними.
ВИВЧАЄМО ТЕОРІЮ ТА ПРАКТИКУ ПРОЕКТУВАННЯ НЕЛІНІЙНИХ
СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ (НСАУ), ЯКІ РЕАЛЬНО
ІСНУЮТЬ У ПРИРОДІ !!!
07.04.2015 2

3. ТАУ сформувалась в самостійну науку на основі
вивчення принципів управління технічними пристроями
різноманітної природи.
Сформульовані в ТАУ принципи управління мають
широкий зміст і можуть бути застосовані при вивченні
процесів управління біологічними, економічними,
суспільними системами .
Початкові положення ТАУ містяться в Загальній теорії
(лінійних) регуляторів (1868-1876 рр., Д. Максвелл, І.
Вишнеградський)
Роботи «Про загальні теорії регуляторів», «Про регулятори непрямої
дії» - основа сучасних інженерних методів дослідження стійкості та
якості регулювання в системах управління.
ІСТОРІЯ ВИНИКНЕННЯ ТА РОЗВИТКУ ТАУ
07.04.2015 3

4. ОТРИМАНІ КОМПЕТЕНЦІЇ: ЗАГАЛЬНОКУЛЬТУРНІ ТА
ЗАГАЛЬНО ПРОФЕСІЙНІ
Загальнокультурні компетенції спеціаліста:
Володіє основними методами, способами і засобами
одержання, зберігання, переробки інформації, має
навички роботи з комп'ютером як засобом управління
інформацією.
Загально-професійні компетенції:
Готовий враховувати сучасні тенденції розвитку
електроніки, вимірювальної та обчислювальної
техніки, інформаційних технологій у своїй професійній
діяльності.
Володіє основними прийомами обробки і
представлення експериментальних даних. 07.04.2015 4

5. ОТРИМАНІ КОМПЕТЕНЦІЇ: ЗА ВИДАМИ ДІЯЛЬНОСТІ
Проектно-конструкторська діяльність:
Вміє здійснювати збір та аналіз вихідних даних для
розрахунку і проектування реально їснуючихз
систем і засобів автоматизації та управління.
Виробничо-технологічна діяльність:
Готовий к внедренію результатів розробок засобів і
систем автоматизації і управління у виробництво.
Науково-дослідна діяльність:
Здатний здійснювати збір та аналіз науково-
технічної інформації, узагальнувати вітчизняний та
зарубіжний досвід у галузі засобів автоматизації та
управління, проводити аналіз патентної літератури.
Організаційно-управлінська діяльність:
Готовий брати участь у розробці технічної
документації та встановленої звітності за
затвердженими формами. 07.04.2015 5

6. ЗВ’ЯЗОК З ІНШИМИ ІНЖЕНЕРНИМИ
ДИСЦИПЛІНАМИ РІВЕНЬ НАЙВИЩИЙ.
ТЕХНІЧНА КІБЕРНЕТИКА
Вивчає технічні системи управління.
Напрямки досліджень - розробка і створення
автоматичних та автоматизованих систем управління, а
також автоматичних пристроїв і комплексів для
передачі, обробки і зберігання інформації.
Практичні застосування - розробка і створення
автоматичних пристроїв: технологічних, вимірювальних
комплексів, конструювання автоматів, вирішення
технічнихпроблем засобів збору, передачі, зберігання і
перетворення інформації, 07.04.2015 6

7. НАЙБІЛЬШ СУЧАСНІ ТА ЦІКАВІ НАПРЯМКИ
КІБЕРНЕТИКИ
Біоніка - використовує прийоми
проектування систем, які вироблені
природою.
Інженерна психологія - вивчає
психофізіологічні особливості людини
та її поведінку в процесі спілкування»
з машиною.
Розпізнавання образів - вивчає характерні
особливості об'єктів різної природи,
властиві тільки його класу, дозволяє
виділити цей об'єкт з маси подібних йому.
Робототехніка – гармонічне поєднання
зазначених трьох напрямків
07.04.2015 7

8. АВТОМАТИКА.
РОЗДІЛ
ТЕХНІЧНОЇ КІБЕРНЕТИКИ
Автома́тика
(грец. Αύτόματος, самодіючий)
розробляє технічні засоби і методи для
керування технологічниими процесами без
безпосередньої участі людини (або під її контролем).
Формування автоматики як наукової дисципліни
відноситься до порівняно недавнього часу, відбувалось
на базі наукових досягнень суміжних галузей. Урхливий
1. Елементи і пристрої автоматики
2.Цифрова техніка
3. Теорія автоматів
3. Математичні основи управління 07.04.2015 8

9. ЗВ’ЯЗОК НА БАТЬКІВСЬКОМУ РІВНІ.
ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ
Наукова дисципліна, що виявляє загальні
закономірності функціонування, які властиві
автоматичним (автоматизованим) системам різної
фізичної природи, і на основі цих закономірностей
розробляє принципи побудови високоякісних систем
керування.
Дисципліни, що є базовими для вивченння ТАУ: вища математика, теорія
ймовірності та статистика, алгоритмічні
мови та програмування, теорія електричних і магнітних кіл, спеціальні
розділи математики, елементи і пристрої автоматики.
Дисципліни, що забезпечуються вивченням ТАУ: оптимальні та адаптивні
системи, локальні системи автоматики, системи штучного інтелекту,
комп’ютерізовані системи управління, розпізнавання та ідентифікація
об’єктів, проектування систем діагностування, основи надійності та
технічної діагностики, моделюваннявання об’єктів нафто-газового
комплексу, дипломне проектування.
ВІД ЧАЙНИКА ДО ПРОФЕСІОНАЛА
07.04.2015 9

10. ТАК! ЧАСТИНА 2.
НСАУ
При вивченні процесів керування в ТАК абстрагуються
від фізичних і конструктивних особливостей систем і
замість реальних систем розглядають їхні
адекватні математичні моделі.
Для лінійних систем автоматичного керування існує
потужний і зручний математичний апарат, що дозволяє
проводити їх аналіз і синтез, проте всі ці методи
незастосовні або обмежено застосовні для нелінійних
систем.
Таким чином, якщо є бажання експериментувати з
реальними моделями сучасних систем, отримати
компетентні вміння та навички їх проектування – теорія
не лінійних систем є фундаментом для цього 07.04.2015 10

11. ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ. НСАУ:
ДУМКА ВЧЕНИХ
Є.П. Попов
«Звичайно, треба прагнути вирішувати задачу точно,
якщо це можна зробити. Але треба завжди мати на
увазі, що мова йде про точне вирішенні деякого
рівняння і що всі тонкощі явища, що розкриваються
точним рішенням, можуть втратити сенс, коли на
догоду точності рішення доводиться занадто сильно
ідеалізувати дійсний характер нелінійності і
знижувати порядок рівняння реальної системи»
07.04.2015 11

12. ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ. НСАУ:
ДУМКА ВЧЕНИХ
В.О. Трапезников:
«Теорія автоматичного керування - це не
розділ математики. Це техніко-теоретична дисципліна,
і тому будь-які теоретичні опуси в цій галузі повинні
мати ясну цілеспрямованість. У перспективі, звичайно,
не негайно (така точка зору була б надто наївною),
вони повинні вести до реальних практичних
результатів. Загалом, працюючи над теорією,
теоретики не повинні забувати про досягнення
кінцевих практичних цілей; до речі, сама по собі теорія
від такої цілеспрямованості тільки виграє.
Тільки маючи перед собою практичну мету, можна
побудувати справжню теорію» 07.04.2015 12

13. ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ. НСАУ:
ДУМКА ВЧЕНИХ
А. А. Красовський
«Існування абстрактно- математичної
теорії управління є неминучим.
Залучення нових результатів математики до проблем
управління триватиме незалежно від громадської
думки. Науковознавство необхідно для доцільного
розподілу інтелектуального і матеріального
потенціалу між абстрактною і прикладною сучасними
теоріями управління»
07.04.2015 13

14. ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ. НСАУ:
ДУМКА ВЧЕНИХ
Дж.Д. Шеффлер (Case Western Reserve University, USA)
«Немає нічого практичніше, ніж гарна теорія.
Під гарною теорією я розумію значно більше, ніж
математичну строгість.
Вона не заснована на ідеальних математичних
моделях або на статистичних розподілах, які
неможливо отримати. Швидше вона заснована і в
дійсності побудована на доступних вимірах, даних і
знаннях про процес»
07.04.2015 14

15. ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО УПРАВЛІННЯ. НСАУ:
ДУМКА ВЧЕНИХ
Л.А. Заде (University of California, Берклі, шт. Каліфорнія)
«Багато класів важливих завдань, в яких дані,
цілі та обмеження видаються занадто
складними або погано визначеними
для того, щоб провести строге математичне
дослідження, були і залишаються
недоторканими»
Perret R. (Institute National Polytechnique,
Гренобль, Франція)
“Подібно фізиці, автоматичне управління може
привести до отримання нових знань у різних
галузях науки за допомогою ідентифікації та
використання аналогії. Основне значення цієї
теорії полягає в можливості її використання в
якості основи для практичних досліджень.”07.04.2015 15

16. ВАШ ТЬЮТОР – НАСТАВНИК, ПОМІЧНИК ТА ТРЕНЕР
Сав’юк Лариса Олександрівна
Доцент кафедри комп'ютерних технологій в системах управління та автоматики
Івано - Франківського національного технічного університету нафти і газу.
Дисципліни:
1. Теорія автоматичного управління.
2. Розпізнавання та ідентифікація об'єктів.
3. Моделювання та імітація мехатронних систем.
Професійні інтереси: управління в технічних системах, методи та алгоритми
дистанційного навчання інженерного спрямування.
Цілі створення дистанційного курсу: сформувати у майбутнього спеціаліста стійкі
довготривалі вміння, навики, компетенції проектування систем автоматичного
управління шляхом цілеспрямованої діяльності під керівництвом тьютора. Викликати
зацікавленість студентів у даній предметній області, підвищити їх мотивованість та
активність під час вивчення дисципліни.07.04.2015 16

17. 07.04.2015 17
ДОДАТКОВІ ДЖЕРЕЛА ДЛЯ ОВОЛОДІННЯ
КОМПЕТЕНЦІЯМИ
Навчальні посібники закордонних авторів:
1. Филлипс Ч., Харбор Р., Системи управления с обратной связью.– М.
Лаборатория Базовых Знаний, 2001.-616с.
2. Дорф Ричард К., Бишоп Роберт Х. Современные системи
управления.– М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004.-830с.
3. Лурье Б.Я., Энрайт П.Дж. Классические методы автоматического
управления: Учебное пособие.– Санкт-Петербург: "БХВ-Петербург",
2004.-624 с.
4. Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Сальгадо М.Э. Проектирование систем
управления.– М.: БИНОМ Лаборатория знаний, 2004.-911 с.
Цікаві посилання у мережі Інтернет:
1. Інтернет бібліотека по питанням ТАУ (200 російськомовних книжок)
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1521411
2. Теория автоматического управления как способ исследования
экономических кризисов
http://worldcrisis.ru/crisis/1441938
3. Примеры нелинейных динамических систем
http://dynamo.geol.msu.ru/TextBooks/DPG/2.pdf

18. 07.04.2015 18
ЗАКЛЮЧЕННЯ І ВИСНОВКИ
ЗРОЗУМІЛО:
1. Вивчення основ аналізу та синтезу НСАУ, у першу
чергу розширює загально-культурні та загально
професійні компетенції майбутнього інженера та
вимагає від нього перегляду взглядів на оточуючий звіт
та процеси, які відбуваються у ньому.
2. З іншого боку, вивчення основ проектування НСАУ
формує виробничо-технологічні, проекторсько-
конструкторські, науково-дослідніцькі, організаторські і
управлінські компетенції спеціаліста.
3. Активна участь і взаємодопомога студентів та
тьютора у рамках курсу дозволять подолати всі
труднощі у процесі оволодіння складною предметною
областю та досягнути бажаних результатів