Самара
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
Лекция 1. Автоматизация и управление. Компьютерные технологии и автоматизированные и автоматические системы.
Системы автоматизации и управления;
Информационные процессы в системах автоматизации и управления;
Компьютерные технологии. Определение автоматизированной системы;
Компьютерные технологии и управление производством. Три базовых иерархических уровня ПО управления производством и СТС. MES технологии;
Система управления, объект управления, виды управления;
Прямое управление и управление с отрицательной обратной связью;
Возмущения, управление по возмущению.
Лекция 2. Встроенные управляющие компьютеры. SCADA системы и управление в реальном времени. Работа персонала в составе АСУ.
Универсальная природа основных особенностей цифровых автоматизированных и автоматических систем управления. Квантование по времени и по уровню;
Встроенные компьютеры. SCADA системы и управление в реальном времени;
Техническое и программное обеспечение компьютерных технологий;
Работа персонала в составе АСУ.
Лекция 3. Математические модели автоматических и автоматизированных систем.
Математические модели для исследования поведения систем автоматизации и управления и их адекватность;
Непрерывные и дискретные во времени математические модели. Математические модели, основанные на дискретных событиях;
Математические модели мехатронных систем;
Линейные системы, нелинейные системы, их линеаризация;
Математическое описание цифровых систем. Решетчатые функции. Импульсный элемент;
Экстраполятор нулевого порядка;
Оценка дополнительного эквивалентного запаздывания цифровых систем.
Лекция 4. Локальные вычислительные сети управления сложными техническими системами (СТС) и их особенности.
Сложные технические системы;
Схема систем управления с ЦВМ в качестве устройства управления. Системная и периферийные ЦВМ;
Задачи, вызвавшие появление вычислительных сетей;
Преимущества ЦВМ и сетей ЦВМ в качестве управляющих устройств;
Разделяемая среда передачи;
Особенности ЛВС управления СТС;
Определение времени ожидания абонентом освобождения шины, как общего ресурса.
Лекция 5. Структура пакетов ЛВСуСТС.
Контроль целостности сообщений. Циклический избыточный контроль (CRC);
Дуплексная и полудуплексная передача информации в ЛВС;
Топология шина и её характеристики;
Кодирование бит информации сетевых сообщений. Код NRZ;
Проблема синхронизации приемника и передатчика сообщений. Методы обеспечения синхронизации;
Самосинхронизирующиеся коды. Код RZ. Манчестерский код;
Искажение сообщений при передаче по ЛПИ.
Лекция 6. Защищенные ЛВСуСТС.
Защищенная сеть ГОСТ Р-5207-2003 (MILSTD 1553B). Физический уровень сети;
Централизованный метод доступа абонентов в сеть MILSTD1553B;
Защита информации в сети MILSTD1553B;
Сеть CAN-контроллерная местная сеть (Controller Area Network);
Распределенный доступ абонентов в сети CAN. Арбитраж при возникновении столкновений сообщений;
Обеспечение надежности передачи в сети CAN.
Лекция 7. Программное обеспечение УСТС. Параллельные физические процессы СТС и многозадачная работа ПО управления СТС.
Декомпозиция и интеграция СТС;
Реализация одновременно протекающих физических процессов через параллельную работу ПО;
Многозадачная работа ПО СТС. Причины многозадачности;
Иерархическое структурирование ПО - средство обеспечения его многофункциональности;
Удобство проведение изменений в иерархической структуре ПО.
Лекция 8. Технология разработки программных комплексов для управления автоматическими и автоматизированными системами.
Проблемы разработки ПО;
Качество ПО и технология его производства. Влияние человеческого фактора;
Стандартизация характеристик качества ПО. Управление качеством ПО;
Системный подход к разработке ПО. Временной и "пространственный " аспекты системного подхода. Каскадная модель жизненного цикла ПО;
Спиральная модель жизненного цикла ПО. «Тяжелые и облегченные» (быстрые) технологии разработки ПО;
Автономная и комплексная отладка ПО. Моделирование работы систем с целью проведения комплексной отладки ПО;
Имитационные математические модели - основное инструментальное средство для КО ПО.
Лекция 9. Математическая модель. Численные методы интегрирования уравнений математических моделей. Современные средства для компьютерного моделирования систем автоматизации и управления.
Цена ошибок проектирования. Закон Рамамурти. Проектирование, основанное на моделировании;
Метод Эйлера численного интегрирования систем дифференциальных уравнений;
Запись системы уравнений в нормальной форме Коши для численного интегрирования;
Задачи математического моделирования на этапах испытаний и эксплуатации жизненного цикла СТС;
Реальная аппаратура в контуре моделирования. Принцип повторяемости результатов при моделировании;
Современные технологии и средства для компьютерного моделирования систем автоматизации и управления.