ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ МВТУ, MATLAB, SIMINTECH И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ «УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ»

В статье рассматриваются вопросы внедрения в учебный процесс бакалавров и магистров по направлению «Управление в технических системах» цифровых технологий на основе алгоритмов и программ моделирования и оптимизации, содержащихся в пакетах прикладных программ МВТУ, MATLAB, SIMINTECH.

В Российском Университете Транспорта (МИИТ) на кафедре «Управление и защита информации» при проведении различных аудиторных занятий и выполнении курсовых проектов и домашних заданий по таким дисциплинам, как «Автоматизация проектирования систем и средств управления», «Теория автоматического управления», «Проблемно-ориентированное программирование», «Методы оптимизации» и др. с использованием различных инструментальных систем [1, 2].

Цель проектирования САУ состоит в выполнении технического задания, содержащего ряд требований, предъявляемых к системе: перерегулирование, время переходного процесса, статическая и динамическая ошибки, запас устойчивости по фазе и амплитуде и т.д.

Задача обеспечения требуемого качества проектируемой системы в рамках вышеуказанных показателей может быть сформулирована как задача нелинейного программирования (НЛП), т.е. для заданной математической модели объекта в виде передаточной функции, структурной схемы либо дифференциальных уравнений определить параметры корректирующего устройства заданной структуры (либо ПИД-регулятора), обеспечивающие минимум критерия оптимальности, характеризующего динамические свойства системы.

В настоящее время для бакалавров и магистров, изучающих вышеуказанные дисциплины в рамках направления «Управление в технических системах», для выполнения на компьютерах задач по моделированию и оптимизации САУ предусматривается использование таких ППП, как Mathcad, МВТУ, MATLAB, SIMINTECH.

Многочисленные расчеты различных вариантов заданий курсового проекта показали, что задача синтеза корректирующих устройств с применением методов НЛП, реализованных в инструментальных системах МВТУ, MATLAB, SIMINTECH, в большинстве случаев успешно решена.

В результате применения методов оптимизации вышеуказанных ППП получены параметры корректирующих устройств, обеспечивающие устойчивость САУ и соблюдение заданных динамических свойств.

Описываемые в статье пакеты прикладных программ могут быть рекомендованы для использования в учебном процессе бакалавров и магистров по направлению «Управление в технических системах» для выполнения задач моделирования и оптимизации систем автоматического управления, как в курсовых работах (проектах), так и в выпускных бакалаврских и магистерских работах, а также в научно-исследовательских работах.