ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Л.К. Бурулько

Рекомендовано в качестве учебного пособия
Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета

Издательство

Томского политехнического университета

В учебном пособии рассмотрены основные принципы и методы математического моделирования элементов, входящих в силовую часть электромеханических систем переменного тока.

Пособие подготовлено на кафедре электропривода и электрооборудования, соответствует программе дисциплины «Математическое моделирование электромеханических систем» и предназначено для студентов, обучающихся по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

УДК 621.31:519.876(075.8)

ББК 31.2:22.1я73

Рецензенты

Доктор технических наук,
профессор кафедры ПрЭ ТУСУР
А.В. Кобзев

Кандидат технических наук
13-го отдела НИИАЭМ ТУСУР
Н.А. Михневич

© ФГАОУВО НИ ТПУ, 2015

© Бурулько Л.К., 2015

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2015

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время происходит активное внедрение компьютерных технологий в процесс подготовки специалистов по различным специальностям. Поэтому целесообразность использования компьютера в учебном процессе очевидна. Один из способов применения компьютера и его сочетаемость с содержанием, формами и методами обучения представлены в дисциплине «Программные средства профессиональной деятельности».

Целью дисциплины «Программные средства профессиональной деятельности» является подготовка специалистов, владеющих общими принципами и методами математического моделирования с использованием пакетов прикладных программ и автоматизаций с их помощью инженерной деятельности и имеющих навыки их практического использования в области электромеханики и энергетики.

В соответствие с рабочей программой дисциплина изучается один семестр. Приэтом теоретический материал изложен в виде лекций, в которых приведены принципы и основы использования пакетов прикладных программ (ППП) для автоматизации профессиональной деятельности специалистов по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». Основное внимание, при освоении этой дисциплины, уделяется выполнению лабораторных работ в компьютерных классах. Для закрепления навыков работы с прикладными программами каждый студент выполняет самостоятельно индивидуальные задания.

Основой при изучении дисциплины являются знания информатики и вычислительной техники, основ математического анализа, теоретических основ электротехники, теоретических основ электроники, инженерной и компьютерной графики. Студенты должны иметь уверенные навыки работы с персональным компьютером.

Инженерная деятельность как профессия связана с регулярным применением научных знаний в технической практике. Целью инженерной деятельности – создание принципиально нового технико-технологического артефакта.

Проблемы инженерной деятельности тесно сопряжены с проблемами социальными. В этом отношении особенно важна роль государства. Сегодня российские инженеры остро нуждаются в четкой инновационной политике государства, в пополнении своих рядов высококвалифицированными специалистами, в повышении их социального статуса, что позволило бы быстро ликвидировать отставание от высокоразвитых стран по ряду позиций. Создание и развитие техники информационных процессов и технологий делает деятельность инженера всеохватывающей. В этой связи следует обратить внимание на то, что при полных циклах автоматизации человек исключается из технической системы, но он все же остается главным агентом в процессе разработки, внедрения и освоения новых техники и технологии.

В электротехнике, электроэнергетике задача инженера – организация процессов получения, передачи, преобразования и распределения электрической энергии на основе разработки соответствующих систем, машин, аппаратов, регулирующих устройств и т.п.

Инструментарием современной инженерной деятельности является система автоматизированного проектирования (САПР), с помощью которой реализуются этапы функционального, алгоритмического, конструкторского и технологического проектирования.

Функциональное проектирование – это разработка структурных, функциональных и принципиальных схем технических систем.

Алгоритмическое проектирование – разработка алгоритмов функционирования технических систем, и программного обеспечения для управления системой в целом и ее отдельными блоками с помощью ЭВМ и издание общего математического обеспечения.

Конструкторское проектирование – выбор формы и материалов, подбор унифицированных изделий, их пространственное расположение и т.п.

Технологическое проектирование – разработка технологических процессов и создания технической системы.

При этом все многообразие возникающих задач решается путем математического моделирования, а проектные процедуры сводят к расчету и проектированию отдельных устройств и системы в целом, анализу процессов в системе, к оптимизации устройств и систем и их синтезу.

Расчет и проектирование состоят в определении параметров и характеристик отдельных элементов, звеньев, блоков, устройств, частей системы и всей системы в целом. Для этого на основе определенных физических зависимостей и закономерностей, заложенных в основу их принципа действия, составляются алгоритмы и методики их расчета.

Задачи анализа сводятся к определению свойств и показателей системы и конкретного ее объекта при изменении их внутренних параметров или внешних воздействий, в исследовании переходных и установившихся режимов работы, условий устойчивости и т. д.

Оптимизация состоит в определении такой оптимальной комбинации значений внутренних параметров элементов и устройств системы и системы в целом при их неизменной структуре, при которой одна или несколько внешних характеристик или параметров объекта исследований имеют наилучшие значения согласно выбранному критерию. При этом составляется функция цели, в концентрированной форме отражающая конечный смысл решаемой задачи: поиск оптимальной характеристики объекта с учетом определенных ограничений. Поиск же глобального минимума или максимума функции цели, в зависимости от характера решаемой задачи, осуществляется по нескольким методам, составляющим предмет нелинейного программирования.

Синтез заключается в определении структуры проектируемого объекта и значений параметров его элементов, при которых устройство наилучшим образом, согласно выбранному критерию, отвечает необходимым требованиям.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: