Федеральное государственное автономное образовательное



Скачать 107.17 Kb.
Дата06.10.2017
Размер107.17 Kb.
Просмотров5
Скачиваний0
ТипРабочая программа

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

Факультет автоматики и вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ


Декан ФАВТ ______________ Ю.М.Вишняков
"_____"__________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

Цифровая обработка сигналов

(Наименование дисциплины)

Направление подготовки



220400.62 «Управление в технических системах»

Профиль подготовки


Управление и информатика в технических системах
Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр
Форма обучения


Очная

(очная, очно-заочная и др.)

г. Таганрог

2011

1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Цифровая обработка сигналов» являются:



  • Изучение современных методов цифровой обработки сигналов (моделирование временных последовательностей, теория дискретных линейных систем, основы адаптивного подавления помех и спектрального анализа).

  • Приобретение навыков разработки вычислительных алгоритмов и программ, реализация которых основана на использовании универсальных микропроцессоров и современных инструментальных систем программирования.

  • Изучение и приобретение практических навыков алгоритмизации законов управления, как в аналоговом, так и цифровом виде.

  • Развитие навыков технической реализации оптимальных и адаптивных цифровых устройств обработки информации.

Изучение дисциплины «Цифровая обработка сигналов» будет способствовать достижению целей основной образовательной программы по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах»:



Цель направления 3. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных систем и средств контроля и управления.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах» профиль подготовки «Управление и информатика в технических системах» дисциплина «Цифровая обработка сигналов» (Б3.ДВ4.1) относится к блоку дисциплин по выбору блока Б3 «Математический и естественнонаучный цикл» и реализуется в шестом семестре.

Данная дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы бакалавриата. Для успешного обучения студенту понадобятся знания в области таких дисциплин, как «Высшая математика", «Физика», «Электротехника и электроника», «Системы передачи и преобразования информации», «Дискретная математика».

Студент должен

Знать технологию работы на ПК в современных операционных средах, теоретические основы механики, физические законы электроники, методы анализа цепей постоянного и переменного тока, основные положения теории управления, методы расчета и оптимизации непрерывных и дискретных систем управления при детерминированных и случайных воздействиях, устройство типовых технических средств автоматизации и управления, аппаратные и программные средства на базе типовых ПТК.

Уметь использовать программные пакеты типовых программ для решения технических задач, использовать принципы и методы математического моделирования при разработке и исследовании систем управления.

Владеть способностью формулировать цели, задачи научных исследований, выбирать методы и средства решения задач.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

В результате освоения дисциплины выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями:

ОК-12 владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией.

В результате освоения дисциплины выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями:

ПК-5  владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных;

ПК-19 выполнять эксперименты на действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных инфрмационных технологий и технических средств;

ПК-20  проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных средств с целью получения математических моделей процессов и объектов автоматизации и управления.
4. Структура и содержание дисциплины «Цифровая обработка сигналов»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы 108 часов:




Вид учебной работы

Всего часов

Общая трудоемкость дисциплины

108/3 ЗЕТ

Аудиторные занятия

57

- лекции

16

- практические занятия

-

- лабораторные работы

34

- другие виды аудиторных занятий

-

Самостоятельная работа

19

Курсовой проект (работа)

-

Контроль самостоятельной работы

7

Аттестация

32

Экзамен



4.1. Разделы дисциплины и виды занятий




п/п



Семестр 6
Раздел

дисциплины

«Цифровая обработка сигналов»

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

лек


лр

с/р

кс/р




1

Общие принципы цифровой обработки. Обобщенная структура систем ЦОС. Особенности цифровой обработки сигналов в режиме реального времени. Понятие квантования сигналов по времени. Кодирование и декодирование сигналов в системах ЦОС.

1

2




2




Собеседование по теме лекции

2

Исследование алгоритмов ввода-вывода аналоговых сигналов в микроконтроллерах

2




4




1

Отчет по лабораторной работе

3

Математические модели дискретных сигналов и систем. Спектральное представление сигналов. Теорема Котельникова. Цифровая фильтрация.

3

2




2




Собеседование по теме лекции

4

Исследование алгоритмов сглаживания аналоговых сигналов в микроконтроллерах

4




4




1

Отчет по лабораторной работе

5

Передаточные функции, импульсные характеристики, частотный отклик, устойчивость цифровых фильтров (ЦФ)

5

2




2




Собеседование по теме лекции

6

Исследование импульсной системы стабилизации с цифровым регулятором

6




4







Отчет по лабораторной работе

7

ЦОС в задачах фильтрации сигналов Теория и расчет ЦФ с импульсной характеристикой конечной длины Теория и расчет ЦФ с бесконечной импульсной характеристикой

7

2




2




Собеседование по теме лекции

8

Исследование влияния помех в системе стабилизации с цифровым регулятором

8




4




1

Отчет по лабораторной работе

9

ЦОС в системах управления динамическими объектами Особенности динамики систем управления динамическими объектами с аналоговыми (АР) и цифровыми регуляторами

9

2




2




Собеседование по теме лекции

10

Исследование частотных характеристик цифрового адаптивного трансверсального фильтра

10




4




1

Отчет по лабораторной работе

11

Цифровой адаптивный трансверсальный фильтр АТФ. Алгоритм адаптации, устойчивость, точность и скорость адаптации АТФ.


Задача распознавания сигналов на фоне помех высокого уровня. Одночастотный адаптивный полосовой фильтр


11

2




2




Собеседование по теме лекции

12

Исследование процессов адаптации цифрового адаптивного трансверсального фильтра

12




4




1

Отчет по лабораторной работе

13

Алгоритмы адаптивного предсказания и их применение в цифровых системах управления и связи.

13

2




2




Собеседование по теме лекции

14

Исследование интерфейсных средств отображения и управления

14




4




1

Отчет по лабораторной работе

15

Адаптивный следящий фильтр. Адаптивный анализатор спектра сигналов

15

2




2




Собеседование по теме лекции

16

Зачет по лабораторным работам

16




4

3

1

Окончательный рейтинг как результат тестирования по контрольным вопросам

17

Подготовка к экзамену

Экзамен


17

32

Итоговая оценка

Сокращения в приведенной выше таблице: лек – лекции, лр – лабораторные работы, с/р – самостоятельная работа студентов, кс/р – самостоятельная работа студентов под контролем преподавателя.


5. Образовательные технологии

В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки «Управление в технических системах» с целью реализации компетентностного подхода предусматривается использование в учебном процессе следующих технологий:




  1. Чтение лекций с использованием проекторов, интерактивных досок, ноутбуков и презентаций.

  2. Компьютерное моделирование для визуальной демонстрации процессов цифровой обработки сигналов в лекционном курсе.

  3. Лабораторный практикум по дисциплине с использованием специализированных программных модулей «АЧХ ЦАФ» и «Модель ЦАФ» в среде Microsoft Excel.

  4. Подготовка студентами докладов на научно-технических конференциях.

  5. Использование лабораторного стенда AVR для исследования и настройки систем цифровой обработки сигналов.


6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

  1. Тестовый контроль по темам лекционного курса.

  2. Защита лабораторных работ.

  3. Индивидуальные собеседования.

  4. Экзамен.


7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

7.1. Основная литература:



  1. Солонина А.И., Улахович Д.А. Основы цифровой обработки сигналов. Санкт- Петербург, "БХВ-Петербург", 2005.

  2. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь. 1989.

  3. Гудкова Н.В. Адаптивные цифровые фильтры в системах промышленной электроники. Межотраслевой научно-технический журнал «Автоматизация и современные технологии» №7, М.: Изд-во «Машиностроение», 2005.

  4. Гудкова Н.В. Моделирование на ПК цифрового адаптивного фильтра. Лабораторный практикум по курсу «Цифровая обработка сигналов». Таганрог, ТРТУ. 2011. №4692.

  5. Ю.И. Иванов, В.Я. Югай. Технические средства автоматизации и управления. Методическое руководство к лабораторным работам. Таганрог. Изд-во ТРТУ, 2006. №3885.

7.2. Дополнительная литература:



  1. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.; Мир, 1978.

  2. Гудкова Н.В. Адаптивное подавление помех в системах управления электроэнергетическими установками. Известия ТРТУ. Тематический выпуск «Актуальные проблемы производства и потребления электроэнергии» №15, Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006.

7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

  1. Специализированные программные модули «АЧХ ЦАФ» и «Модель ЦАФ» в среде Microsoft Excel

  2. Пакет MatLab

  3. Инструментальный пакет AVR Studio

  4. http://www.edu.ru – Федеральный портал «Российское образование»

  5. http://www.openet.ru – Российский портал открытого образования

  6. http://www.exponenta.ru – Российский портал образования

  7. http://noc-isu.tti.sfedu.ru/publications/74-adaptivesignaloperations.html – НОЦ ИСУ


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

  1. Мультимедийное оборудование

  2. ПК

  3. Лабораторный стенд AVR в составе:

  • Микроконтроллер АТ90S8535

  • Программатор

  • Приемопередатчики стандартных последовательных портов

  • CAN-контроллер и приемопередатчик CAN-сети

  • Аналоговый усилитель мощности

  • Умножающий цифроаналоговый преобразователь

  • Индикаторы и контроллер LED индикатора.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 220400.62 «Управление и информатика в технических системах». ФГОС утвержден приказом Минобрнауки РФ № 813 от 22.12.2009 г.


Автор доцент кафедры САУ Гудкова Н.В..
Рецензент (ы) _________________________
Программа одобрена на заседании Ученого совета факультета автоматики и вычислительной техники Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал