Встроенные и распределенные системы контроля и управления

Бакалавриат 2023/2024

Статус: Курс обязательный (Информатика и вычислительная техника)

Направление: 09.03.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 4-й курс, 1-3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Аминев Дмитрий Андреевич, Лежнев Евгений Владимирович, Старостенко Владимир Игоревич

Язык: русский

Кредиты: 9

Контактные часы: 76

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс посвящен техническим аспектам организации автоматических и автоматизированных систем управления. Цель курса - усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава и характеристик, понимание принципов построения, функционального назначения технических средств систем, изучение архитектуры, приобретение теоретических сведений в области систем автоматического управления (САУ), получение практики программирования микроконтроллеров и ПЛИС, а также знаний и навыков в области встраиваемых систем. На занятиях изучается работа устройств связи с объектом, элементы теории управления и регулирования, использование каналов передачи данных для построения распределенных систем. Курс углубляет знания, полученные студентами в курсах «Объектно-ориентированное программирование», «Теория автоматов и управление», «Микроконтроллерные системы», «Схемотехника», «Функциональные узлы и компоненты систем управления». Полученные при изучении курса знания применяются при прохождении практики, в работе над проектами, выполнении ВКР.

Цель освоения дисциплины

Усвоение студентами задач систем контроля и управления, их состава, характеристик, приобретение знаний в части автоматического управления и регулирования.
Понимание принципов построения, функционального назначения, архитектуры технических средств систем контроля и управления.
Получение знаний и навыков в области применения микроконтроллеров и ПЛИС в встраиваемых и распределенных системах , приобретение опыта программирования элементов систем.
Изучение работы устройств связи с объектом, элементов управления и регулирования систем контроля и управления, а также средств связи и каналов передачи данных.
Получение навыков разработки и программирования элементов систем.

Планируемые результаты обучения

Знание возможных вариантов организации систем контроля и управления. Понимание назначения компонентов типовых систем. Умение выбирать наиболее оптимальную в конкретных условиях организацию системы
Знание состава компонентов типовых систем контроля и управления.
Навыки разработки и отладки компонентов систем сбора данных и управления
Навыки самостоятельной работы с инструментальными средствами разработки программного обеспечения и схемотехнического моделирования.

Содержание учебной дисциплины

Вводная лекция. Основные понятия, области применения и архитектура встроенных и распределенных систем контроля и управления.
Основы теории систем автоматического управления (САУ), типы и конструктивные элементы, компоненты устройства связи с объектом (УСО)
Общие сведения о программируемых логических контроллерах и операционных системах реального времени
Интерфейсы для передачи данных в распределенных системах контроля и управления
Применение микроконтроллеров во встраиваемых и распределённых системах
Компоненты устройств связи с объектом (УСО)
Операционные системы реального времени
Реализация основных интерфейсов микроконтроллеров организации распределённых систем.
Архитектуры, состав и принципы функционирования ПЛИС. Языки описания аппаратуры HDL.
Реализация на ПЛИС встраиваемых систем контроля и управления с распределённой обработкой потоков данных.
Реализация на ПЛИС контроллеров стандартных интерфейсов для связи с объектом и других решений для систем контроля и управления
Применение ПЛИС в системах контроля и управления. Инструментальные средства работы с ПЛИС.

Элементы контроля

ПР1
ДЗ
ДЗ может задаваться как в реферативной форме, так и в виде задания по анализу и моделированию решений в САПР
ЛА
ЛА задаётся по согласованию со студентом на конкретную лекцию
ПР2.1
ПР2.2
Экзамен модуля 2
ПР3.1
ПР3.2
ПР3.3
Экзамен итог

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 2 модуль
0.2 * ДЗ + 0.2 * ПР1 + 0.2 * ПР2.1 + 0.2 * ПР2.2 + 0.2 * Экзамен модуля 2
2023/2024 учебный год 3 модуль
0.2 * ЛА + 0.2 * ПР3.1 + 0.2 * ПР3.2 + 0.2 * ПР3.3 + 0.2 * Экзамен итог

Список литературы

Авторы

Аминев Дмитрий Андреевич

Программа дисциплины