Лекции по дисциплине «Методы и средства автоматизации профессиональной деятельности» Бурулько Лев Кириллович Доцент кафедры «Электропривода и электрооборудования»

Цель дисциплины Подготовка специалистов, владеющих общими принципами и методами автоматизации инженерной деятельности и имеющих навыки их практического использования в области электромеханики и энергетики

Количество часов по дисциплине Лекций – 18 ч., Лабораторных работ (практических занятий) – 46 ч., Всего аудиторных занятий – 64 ч., Самостоятельная работа – 64 ч. Всего по дисциплине 129 ч., Итоговая аттестация зачет

Темы лекций Введение Моделирование электронных схем в программе «Electronics Workbench». Прикладная программа «Mathcad» для решения численных и аналитических задач. Моделирование в системе «MATLAB/Simulink». Система автоматизированного проектирования печатных плат «P-CAD». Применение пакета «T-Flex CAD». Программа «ELCUT» для решения полевых задач

Требования к студенту Знания информатики и вычислительной техники, Знать основ математического анализа, Знать теоретические основы электротехники и теоретические основы электроники, инженерной и компьютерной графики. Студенты должны иметь уверенные навыки работы с персональным компьютером.

Виды профессиональной деятельности Конструкторская и технологическая; Организацинно-управленческая;Научно-исследовательская. Адаптация к следующим видам профессиональной деятельности: Монтажно-наладочные работы; Эксплуатационное и сервисное обслуживание.

Учебно-методическое обеспечение Учебно-методическое обеспечение дисциплины включает в себя: - учебники и учебные пособия, наименования которых приведены в списке учебной литературы; - учебно-методическое пособие, разработанное на кафедре ЭПЭО, предназначенное для проведения лабораторных занятий и самостоятельной работы студента; - комплект учебно-методических материалов к выполнению лабораторных работ; - прикладное программное обеспечение MathCAD 200х; MS-Office Excel 200x; банк контрольных заданий для осуществления рубежного контроля; банк контролирующих материалов для итогового контроля.

Список рекомендуемой литературы 1. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс, СПб., Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курсИнженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс 2. Кудрявцев Е.М. MathCad 2000 Pro. Для пользователей, ДМК Пресс, MathCad 2000 Pro. Для пользователейMathCad 2000 Pro. Для пользователей 3. Троицкий В.А., Иванова И.М., Старостин И.А., Шелест В.Д. Инженерные расчеты на ЭВМ. Справочное пособие.- Л., Рычков В. Excel – С-Петербург., Калиткин Н.Н. Численные методы. М., Дьяконов В.Д. Maple 7. Учебный курс. СПб.: Питер, с.; ил.

Учебно-методическое обеспечение лабораторных занятий и самостоятельной работы Глазырин А. С., Ляпунов Д. Ю., Слащёв И. В., Ляпушкин С. В. Методы и средства автоматизации профессиональной деятельности. Учебное пособие. Часть 1. – Томск: Изд. ТПУ, – 156 с. Глазырин А. С., Ляпунов Д. Ю., Слащёв И. В., Ляпушкин С. В. Методы и средства автоматизации профессиональной деятельности. Учебное пособие. Часть 1. – Томск: Изд. ТПУ, – 147 с. Мальцева О. П., Кояин Н.В., Удут Л.С. Численные методы в электротехнике. Компьютерный лабораторный практикум. Томск, Слащёв И. В. Конструирование печатных плат. Разработка конструкторской документации: учебное пособие / И. В. Слащёв.- Томск: Изд-во Томского политехнического университета, – 172 с.

Средства профессиональной деятельности Это система автоматизированного проектирования (САПР), реализуемая с помощью компьютерный технологий. САПР позволяет реализовать этапы функционального, алгоритмического, конструкторского и технологического проектирования.

Определение этапов 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 процессов создания технической системы.

Методы профессиональной деятельности Это – метод математического моделирования, с помощью которого проектные процедуры сводятся: - к расчету и проектированию отдельных устройств и системы в целом, - к анализу процессов в системе, - к оптимизации устройств и систем и их синтезу.

Современные компьютерные технологии В настоящее время, имеется большое многообразие различных программных продуктов, которые позволяют автоматизировать решение задач любого вида деятельности. Для решения задач, связанных с анализом, синтезом, расчетом и проектированием электромеханических и энергетических системам, достаточно эффективно используют такие прикладные программы как MathCAD, MatLAB (приложение Simulink), Electronics Workbench, Microsoft office excel, Elcut, T-flex CAD, P-CAD.

Система MathCAD Позволяет выполнять: Решение дифференциальных уравнений различными численными методами Построение двух- и трёхмерных графиков функций Использование греческого алфавита как в уравнениях, так и в тексте Выполнение вычислений в символьном режиме Выполнение операций с векторами и матрицами Символьное решение систем уравнений Аппроксимацию кривых Выполнение подпрограмм Поиск корней многочленов и функций Проведение статистических расчётов и работа с распределением вероятностей Поиск собственных чисел и векторов, вычисления с единицами измерения Интеграцию с САПР системам, использование результатов вычислений в качестве управляющих параметров

Система MATLAB Система MATLAB - это операционная среда и язык программирования. MATLAB систем автоматизации математических расчетов, построенная на расширенном представлении и применении матричных операций. MATLAB/Simulink - интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем.

Система Electronics Workbench Позволяет создавать модели принципиальной электрической схемы устройства и ее редактирование; расчет режимов работы модели; расчет частотных характеристик и переходных процессов ; Относится к интегрированным программным системам схемотехнического моделирования; Позволяет провести оценку и анализ модели; наращивать библиотеку компонентов; представлять данные в форме, удобной для дальнейшей работы; разработка печатных плат; подготовку научно- технических документов и д. р. Особенностью системы является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам приближенных к их промышленным аналогам

Excel Excel это программа для работы с электронными таблицами, входящая в состав пакета Microsoft Office и предназначена для математической обработки и визуализации числовых массивов данных. С помощью Excel можно создавать и форматировать книги (наборы листов), можно отслеживать данные, разрабатывать модели анализа данных, создавать формулы для вычислений с этими данными, сводить данные множеством способов, а также отображать их на диаграммах различных видов. С помощью Excel можно создавать и форматировать книги (наборы листов), можно отслеживать данные, разрабатывать модели анализа данных, создавать формулы для вычислений с этими данными, сводить данные множеством способов, а также отображать их на диаграммах различных видов.

ELCUT ELCUT - это комплекс программ для инженерного моделирования электромагнитных, тепловых и механических задач методом конечных элементов. ELCUT позволяет решать плоские и осе симметричные задачи по следующим темам: – Электростатика; – Электрическое поле переменных токов в неидеальном диэлектрике; – Растекание токов в проводящей среде; – Линейная и нелинейная магнитостатика; – Магнитное поле переменных токов (с учетом вихревых токов); – Нестационарное магнитное поле; – Линейная и нелинейная, стационарная и нестационарная теплопередача; – Линейный анализ напряженно-деформированного состояния; – Связанные задачи.

Система P-CAD Система P-CAD – предназначена для проектирования и конструирования электронных устройств различной степени сложности. В первую очередь эта система широко используется для разработки печатных плат непосредственно на компьютере, и выпуском конструкторской документации в соответствии с ЕСКД.

Система T-FLEX CAD Система T-FLEX CAD предназначена для создания конструкторской документации и автоматизации конструкторских работ различных подразделений предприятия; Она содержит достаточный набор функций для формирования чертежей любой сложности. Разработанные для системы с учетом последних достижений в области САПР функции эскизирования позволяют быстро, удобно и качественно создавать непараметрические чертежи.