38851

Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Дипломная

Информатика, кибернетика и программирование

В данном дипломном проекте рассматривается обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. В экономической части дается техникоэкономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации Содержание.1 Описание предметной области по характеристикам замкнутых САУ.

Русский

2013-09-30

4.57 MB

3 чел.

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Кафедра  Микросистемной техники

                     материаловедения и технологии

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

На тему: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет» 

Студентка группы №  А-91

   Брегер Юлия Дмитриена

                      

Руководитель ВКР

                                                                             Проф. Казанский И.Н.

Москва, 2013

Аннотация

 В данном дипломном проекте рассматривается обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся основные вопросы создания данной Интернет – подсистемы:

          - структура Интернет – подсистемы;

          - структура меню Интернет – подсистемы;

          - методики обучения;

          - методика допуска к лабораторному исследованию;

          - методика лабораторного исследования;

          - алгоритмическое обеспечение;

          - программное обеспечение.

При проектировании данной подсистемы и оформлении дипломного проекта было использовано следующее техническое и программное обеспечение:

-  персональный компьютер семейства x86;
-  операционная система Windows XP;
-  сервер Apache Server 2.2.4 for Windows;
-  СУБД MySQL 5.5.68
-  язык программирования PHP 5.2.4;
-  html-редактор NetBeans IDE;
-  текстовый редактор MS Word 2007.

В проекте так же рассматриваются технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора и изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии.

В разделе охраны труда оценивается влияние ПК на организм человека, развитие гиподинамии при работе за компьютером и способы защиты от нее.

В экономической части дается технико-экономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости, проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации

Содержание.

Содержание...............................................................................................

6

Введение...................................................................................................

7

1.

Специальная часть................................................................................

10

1.1

Описание предметной области по характеристикам замкнутых САУ...……………

12

1.2

Обоснование выбора программных и технических средств Интернет – подсистемы………………………………………………………………….

26

1.3

Разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. …….

33

1.4

Разработка структуры меню  обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.………………………………… ……………………………………..

38

1.5

Разработка методики обучения в Интернет - подсистеме для исследования устойчивости САУ  ………………………………………….

35

1.6

Разработка методики допуска к лабораторному исследованию устойчивости в Интернет - подсистеме …………………………………..

47

1.7

Разработка методики лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ………………………………………………………………….

55

1.8

Разработка алгоритмического обеспечения Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ …………………………………

58

1.9

Разработка программного обеспечения обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет…………………………………………………………………………

62

1.10

Руководство разработчика обучающей  подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет ……………………………………………………………………….

64

1.11

Руководство пользователя обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет ………………………………………………………………………

67

2.                 Конструктивно – технологическая  часть.......................…............        72

2.1

Технологический процесс изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии……………………..…...………………...………...

73

2.2

Технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора

76

3.

Охрана труда………………………………………………………………….

88

3.1

Гиподинамия при работе с ПК. Способы защиты и профилактика.

89

4.                  Экономическая часть………………………………………………………

   4.1       

Технико-экономическое обоснование темы

 4.2.      

Сметная стоимость темы

   4.3.

Оценка экономической эффективности проекта

91

                                                       

Заключение

Литература

                                                                  Введение

За последние несколько лет, в российской и зарубежной системах образования произошли существенные изменения, тесно связанные  с развитием науки и техники, и научно-технического прогресса в целом. В основном процессе обучения все больше и больше заметна направленность на компьютерные  и интернет технологии. Важную роль начинает играть дистанционное обучение (ДО), как более удобное и более дешевое средство обучения, по сравнению с обычными методами.

В XXI веке, веке высоких технологий дистанционное образование – очень актуальная тема, ведь оно способно очень вовремя и адекватно реагировать на изменения в развитии технологий, науки, потребностей общества.

А ведь действительно, ДО – это достаточно удобная, практичная и необходимая в наше время система. Она располагает возможностями обучения практически неограниченного количества человек, по различным специальностям. Данная система подходит как для среднего, так и для высшего образования.  Одно из главных удобств ДО – это то, что возможен непрерывный обмен информации, в не зависимости от местонахождения человека, времени суток, и, как следствие, непрерывный процесс самообучения в любой удобный момент. ДО позволяет обучаться всем желающим, вне зависимости от социального статуса, т.к она значительно более дешевая, по сравнению со стандартными и устаревшими методами образования. Соответственно, ДО получило широкое распространение в системе образования: в школах, институтах, различных образовательных курсах.

Таким образом можно выделить плюсы дистанционного образования:

- обучающийся может находиться в любом удобном ему месте

- обучающийся имеет возможность сам выбирать удобное для обучения время

- обучение индивидуально

-  возможность одновременного обучения большого количества человек

- повышение качества обучения (за счет Интернета, электронных библиотек и т.д.)

- повышение эффективности самостоятельной работы

- реализация новых форм и методов обучения

- удобный и быстрый доступ к необходимому для обучения материалу.

Для Российской Федерации, с ее огромными территориями и рассредоточением населения, дистанционная форма образования представляется одним из основных достижении. В России из 67 161 школы лишь 20 623 (30%) расположены в городах, а 46 538 (70%) — в сельской местности. Молодежь 1 868 районов страны не имеет возможности получить образование, отвечающее отечественным и мировым стандартам.

Дистанционное обучение очень тесно связано с таким понятием как «дистанционное образование». Разница этих понятий заключается в том, что дистанционное обучение – это процесс, когда знания передаются, а дистанционное образование – это непосредственно процесс получения новых знаний.

Главное место в системе ДО  - это новые компьютерные технологии, электронные библиотеки и компьютерные учебники.

Компьютерный учебник, как и материал по предмету обучения должен содержать в себе весь основной материал по данной дисциплине. Кроме того, он должен быть удобен для пользователя: должно быть четко составленное оглавление, возможность в быстром доступе вывести на экран компьютера необходимую страницу, ключевые слова и определения, формулы и графики должны быть ярко выделены в тексте, что облегчает систему поиска информации. Все графики и иллюстрации должны быть ярко оформлены и построены в соответствующей динамике, в целях повышения внимания обучающегося человека.

Меню компьютерного учебника (учебного пособия), должно включать в себя блок теорий, вопросы для самоконтроля и самопроверки. К вопросам для самоконтроля необходимы ответы, чтобы обучающийся мог сам оценить уровень подготовки и степень освоенности материала, и при необходимости повторно изучить интересующий его раздел.

Существует два способа получения информации в ДО:

- синхронные учебные системы , т.е системы в реальном времени (on-line)

- асинхронные системы, т.е системы of-line.

Синхронные системы представляют собой участие в процессе обучения как преподавателя, так и обучающегося одновременно.

Асинхронные системы, напротив, ориентированы на то, что преподаватель и обучающийся не должны одновременно участвовать в процессе обучения.

Существует такое понятие как «смешанные системы» - в которых используются как элементы синхронного обучения, так и асинхронного.

По способу передачи данных можно назвать такие формы ДО как:

- распространение печатных материалов, электронных учебников по электронной почте;

- распространение аудио-,видео-;

- видео конференции;

- телеконференции Usenet, IRC;

- через web-страницы.

В настоящее время заметно, что Интернет практически полностью вытесняет различные формы ДО. Это связано с тем, что :

- подключение и пользование Интернет-технологиями является достаточно простым, удобным и дешевым средством;

- подключение к Интернет – не вызывает трудностей у обучающихся;

- низкая стоимость подключения.

- возможность заочного образования.

Так как мы живем в веке высоких технологий, то такие понятия как обучение на расстоянии, компьютеры, компьютерные сети, подключение и выход в интернет и т.д не являются чем-то трудновыполнимым. Соответственно, ДО приобретает все более распространенный характер. Главной задачей, на данный момент является расширение и улучшение качества ДО, а так же внедрение ДО в различные сферы обучения.

Исходя из всего вышесказанного, описанная в данном дипломном проекте обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, является очень актуальной. С ее помощью можно обучать студентов, контролировать их знания и проводить лабораторные работы на расстоянии. В этой работе для примера в качестве базы знаний была выбрана база знаний по частотным характеристикам САУ и критериям их устойчивости. Но к данной Интернет – подсистеме можно подключить любую базу знаний, что позволит применять подсистему в различных учебных программах.

1.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В специальной части приводится исчерпывающая информация по проектированию и разработке обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся так же сведения о структуре данных системы, алгоритмы программ, структура подсистемы и проводится обоснование выбора программных и технических средств:

описание предметной области;

обоснование выбора программных и инструментальных средств для реализации Интернет – подсистемы;

описание структуры обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

описание структуры меню обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

методика проведения обучения по исследования устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости;

методика допуска к лабораторному исследованию;

методика лабораторного исследования обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

алгоритмическое обеспечение Интернет –  подсистемы по частотным характеристикам и критериям устойчивости САУ;

программное обеспечение Интернет –  подсистемы по частотным характеристикам и критериям устойчивости САУ;

инструкции пользователя и разработчика Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.
1.1. Описание предметной области по характеристикам замкнутых САУ

Совокупность объекта управления и средств автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ). Основной задачей автоматического управления является поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин в объекте управления.

Основные задачи теории автоматического управления:

• анализ устойчивости, свойств, динамических показателей качества и точности САУ;

• синтез алгоритмов (аналитических выражений), описывающих САУ и обеспечивающих оптимальное качество управления;

• моделирование САУ с использованием компьютеров и универсальных либо специализированных (предметно-ориентированных) прикладных программ;

• проектирование САУ с использованием аппаратных средств вычислительной техники и их программного обеспечения (средств автоматизации программирования и проч.).

1.1.1.  Частотные и логарифмические характеристики САУ

Частотными характеристиками обыкновенной линейной САУ (рис.1.1) называется Формулы и графики, характеризующие реакцию системы на гармоническое входное воздействие в установившемся режиме.

Рис. 1.1

Гармоническое входное воздействие - это функция времени, которая может быть представлена в виде линейных комбинаций функций  и . Если на вход системы подать гармоническое воздействие

,

(1)

где амплитуда воздействия;   - угловая частота воздействия, то на выходе системы в установившемся режиме будет также гармоническая функция той же частоты ,  но в общем  случае сдвинутая по фазе относительно входной величины на угол , т.е.

,

(2)

где  - амплитуда выходной величины;  - сдвиг фаз между выходной и входной величинами.

Передаточные функции и уравнения замкнутой системы

Из цепи звеньев любой сложности, показанной на рисунке получается замкнутая система при помощи единичной отрицательной обратной связи. Эту братную связь называют главной в отличии от местных обратных связей, которые могут быть внутри в составе разомкнутой цепи звеньев.

Пусть имеются внешние воздействия: g(t) – задающее и f(t) – возмущающее. В общем случае могут быть введены несколько возмущающих воздействий, приложенных в разных местах системы.

Задана передаточная функция разомкнутой цепи:

                                                            

В виде отношения многочленов с единичными коэффициентами при младших членах, т.е.

 
                                                       

где K – общий коэффициент усиления разомкнутой системы.

Передаточные функции замкнутой системы записываются отдельно для каждой комбинации входа и выхода, а значит, и для каждого внешнего воздействия в отдельности.

Разделим каналы прохождения сигналов в сиситеме от каждого внешнего воздействия. Возмущающее воздействие f(t) может быть приложено в любом месте. Но, используя второе правило структурных преобразований всегда можно выделить ту часть схемы, через которую проходят сигналы от f(t) на выход x. Это показано на рисунке в виде передаточной функции M(s):

Для задающего воздействия g(t) схема прохождения сигналов сохраняется в полном виде W(s). На выходе имеем формально:

                                            
                                                                 

(на самом деле M(s) входит в общую схему как часть W(s))

Основные соотношения, следовательно, в изображениях по Лапласу будут иметь вид:

                                                             E=G-X            (1)

                                                       X=W(s)E+M(s)F.  (2)

В расчетах автоматических систем применяют три основных вида передаточных функций замкнутой системы.

1.Главная передаточная функция замкнутой системы ( при f(t)=0);

                                                            Ф(s) =

из формулы (1) и (2) при F=0 имеем:

                                                        X=W(s)(G - X),

откуда

                                           


2. Передаточная функция замкнутой системы для ошибки (при f(t) = 0);

                                                                   

По формуле (1)  получаем:

                                                        

откуда

                                       

3. Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему воздействию (при g(t) = 0);

 

                                                            

Из формул  (1) и (2) при G = 0 имеем:

 

                                            X = W(s) ( -X) + M(s)F

откуда 

                                       

Где R(s) = L(s)M(s), причем многочлен R(s) зависит от места приложения возмущающего воздействия. Заметим, что поскольку при g(t) = 0 имеем E = - X, то передаточная функция замкнутой системы для ошибки по возмущающему воздействию    будет той же, что и для регулируемой величины  с точностью до знака.

Важно отметить, что знаменатель всех видов передаточной функции замнутой системы один и тот же.

Для наглядного представления частотных свойств САУ используются следующие частотные характеристики:

1) Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧX) -это кривая, описываемая концом вектора  на комплексной плоскости U-V (годограф вектора ) при изменении частоты входного воздействия  от - до + (рис.1.2). Длина вектора, проведенного из начала координат в точку АФЧК, соответствующую какой-либо выбранной частоте , равна модулю  ЧПФ.

Угол между этим вектором и положительным направлением вещественной оси равен аргументу или фазе  ЧПФ. АФЧХ соответствует выражение (5).

Рис. 1.2.

Рис.1.3

Рис. 1.4

  1.  амплитудная частотная характеристика (ЯЧХ)  - это кривая
    изменения отношения амплитуд выходной и входной величин в зависимости от частоты  (рис.1.3). Она показывает, как пропускает САУ сигнал различной частоты. АЧХ соответствует выражение (8).
  2.  Фазовая частотная характеристика (ФЧХ)  - это кривая изменения сдвига фаз выходной величины по отношению к входной в зависимости от частоты  (рис.1.4). Она показывает фазовые сдвиги, вносимые САУ на различных  частотах. ФЧХ соответствует выражение (9).
  3.  Вещественная частотная характеристика (ВЧК) - это кривая, которой соответствует вещественная составляющая ЧПФ (рис.1.5) и выражение (6).
  4.  Мнимая частотная характеристика (МЧХ) - это кривая, которой
    соответствует мнимая составляющая ЧПФ (рис.1.6) и выражение (7).

Рис.1.5. Вещественная частотная характеристика – ВЧХ

Рис.1.6. Мнимая частотная характеристика – МЧХ

Кривые АФЧХ, ФЧХ, ВЧХ, МЧХ обладают свойством симметрии. Поэтому по результатам вычисления кривых для положительных частот можно построить кривые для всего диапазона частот , так как , , , . В связи с этим исследование звеньев (систем) можно проводить только в положительном диапазоне частот, тем более, что отрицательные частоты реально не существуют.

Исследование САУ значительно упрощается при использовании логарифмических частотных характеристик.

Логарифмическая амплитудная частотная характеристика (ЛАЧХ)  – это кривая (рис.1.7), построенная в логарифмическом масштабе частот в соответствии с выражением:

 

(10)

Единицей измерения величины , которая откладывается по оси ординат, является децибел. По оси абсцисс откладывается частота  в логарифмическом масштабе . Равномерной единицей по оси абсцисс является декада – это любой отрезок, на котором значение частоты увеличивается в 10 раз.

Рис.1.7. Логарифмическая амплитудная частотная характеристика.

Точка пересечения ЛАЧХ с осью абсцисс называется частотой среза . Она определяется из условия

  или  

(11)

Ось абсцисс () соответствует значению =l, т.е. прохождению амплитуды сигнала через САУ без изменения. Верхняя полуплоскость ЛАЧХ соответствует значениям , т.е. усилению амплитуды, а нижняя полуплоскость – значениям , т.е. ослаблению амплитуды. ЛАЧХ может быть приближенно построена в виде асимптотической ЛАЧХ, представляющей собой совокупность отрезков прямых линий (асимптот) с наклонами,  кратными величине 20 дб/дек.

Логарифмическая фазовая частотная характеристика (ЛФЧХ) - это кривая ФЧХ , построенная в логарифмическом масштабе частот (рис.8). Как и при построении ЛАЧХ по оси абсцисс откладывают значение частоты  в логарифмическом масштабе , а записывают действительное значение частоты. По оси ординат откладывают значении функции . Таким образом, ЛФЧХ – это зависимость  от логарифма частоты.

Рис.1.8. Логарифмическая фазовая частотная характеристика.

1.1.2. Частотные показатели (оценки) качества САУ

Частотными называются оценки качества, позволяющие по виду частотных характеристик замкнутой САУ количественно оценить запас устойчивости и быстродействие системы.

Величина запаса устойчивости показывает, насколько далеко находится САУ от колебательной границы устойчивости, за которой в системе возникают незатухающие автоколебания. Под быстродействием САУ понимается быстрота реагирования САУ на появление управляющих и возмущающих воздействий.

К числу основных частотных оценок качества САУ относятся:

  1.  запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном
    масштабе) и  (в логарифмическом масштабе);
  2.  запас устойчивости по фазе  ;
  3.  показатель колебательности ;
  4.  резонансная частота ;
  5.  частота среза ;

6) частота , соответствующая полосе пропускания замкнутой системы.

Устойчивость замкнутой САУ зависит от расположения кривой АФЧХ разомкнутой системы  относительно критической точки с координатами. Чем ближе эта кривая проходит от критической точки, тем ближе замкнутая САУ к границе устойчивости. Поэтому запас устойчивости системы можно определять по удалению АФЧХ, разомкнутой системы  от критической точки . Для этой цели вводятся понятия запаса устойчивости по амплитуде (по модулю) и запаса устойчивости по фазе.

Запасом устойчивости по амплитуде называют минимальный отрезок действительной оси, характеризующий расстояние между критической точкой  и ближайшей к ней точкой пересечения кривой АФЧХ разомкнутой системы  с действительной осью (рис.1.9).

Запасом устойчивости по фазе  называют минимальный угол, образуемый радиусом, проходящим через точку пересечения кривой AФЧХ разомкнутой системы  с окружностью единичного радиуса с центром в начале координат, и отрицательной частью действительной оси (рис.1.9).

Рис. 1.9. Запас устойчивости по амплитуде

Рис. 1.10. Запас устойчивости по фазе

На рис.1.10. показано, как по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой системы можно найти запас устойчивости по амплитуде, выраженный в децибелах

дБ

(13)

и запас устойчивости по фазе

,

(14)

где  - значение ФЧХ разомкнутой системы при частоте среза .

-

(15)

угол, соответствующий модулю, равному единице

Для рассматриваемых характеристик можно, говорить и о запасах устойчивости по амплитуде  и ,   соответствующих частотам  и .

Система обладает необходимым запасом устойчивости, если она, удовлетворяя условию устойчивости, имеет значения модуля вектора , отличающиеся от единицы не менее чем на заданную величину , и фазу, отличающуюся от -180° не менее чем на величину  при частоте среза . По заданным значениям запаса устойчивости по амплитуде  и запаса устойчивости по фазе  может быть построена запретная область, в которую не должна заходить кривая АФЧХ разомкнутой САУ, обладающей требуемыми запасами устойчивости (рис.1.11)

Рис. 1.11.

Рис. 1.12.

Запас устойчивости системы также можно оценить по показатели колебательности. Показателем колебательности называется максимальное значение ординаты  АЧХ замкнутой системы при начальной ординате, равной единице, т.е. относительная высота резонансного пика АЧХ (рис.1.12)

(16)

По заданному значению показателя колебательности , обеспечивающему требуемый запас устойчивости САУ, может быть построена запретная область в виде окружности с радиусом R и с центром, смещенным влево от начала координат на величину C, которая охватывает точку  и внутрь которой не должна заходить кривая AФЧХ разомкнутой системы (рис,1.13).

(17)

(18)

Чем меньше запас устойчивости, тем больше склонность системы к колебаниям и тем выше резонансный пик АЧХ замкнутой САУ. Считается, что в хорошо демпфированных системах запас устойчивости по амплитуде  составляет примерно 6-20 дб, запас устойчивости по фазе  – около 30° – 60°, а показатель колебательности  не должен превосходить значений  1,1-1,5.

Рис. 1.13.

Быстродействие САУ количественно характеризуется следующими оценками качества, определяемыми по АЧХ замкнутой системы при начальной ординате, равной единице (рис.1.12):

1)  - резонансная частота, соответствующая резонансному пику АЧХ;

2) - частота  реза, соответствующая условию

(19)

3)  - частота, соответствующая полосе пропускания замкнутой системы и определяемая из условия

,

(20)

где использовано обозначение .

Допустимые значения  этих характерных частот, как и соответствующая им допустимая длительность переходного процесса , могут сильно меняться в зависимости от типа и назначения САУ

1.1.3. Оценка устойчивости САУ по ее частотным и логарифмическим частотным характеристикам

Понятие устойчивости САУ связано со способностью системы возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния.

Оценка устойчивости САУ производится по алгебраическим или частотным критериям устойчивости, описанным в [1,2,3]. К частотным критериям устойчивости относятся:

  1.  критерий устойчивости Найквиста;
  2.  оценка устойчивости САУ по ее ЛЧХ.

Если в характеристический полином замкнутой САУ

(21)

где , – полиномы числителя и знаменателя передаточной функции разомкнутой системы , подставить значение , то получим характеристический комплекс .

(22)

где его вещественная  и мнимая  части определяются как:

(23)

(24)

а функции  и  представляют собой модуль и аргумент (фазу) характеристического комплекса

Критерий устойчивости Найквиста в общем случав формулируется следующим образом : - для устойчивости замкнутой САУ необходимо и достаточно, чтобы разность между числами положительных (сверху вниз) и отрицательных (снизу вверх) переходов AФЧХ разомкнутой системы  через ось абсцисс левее точки  при изменении частоты и от 0 до была равна , где k - число корней характеристического уравнения разомкнутой системы с положительной вещественной частью. При этом начальная точка характеристики на оси абсцисс левее точки  считается как половина перехода. Для систем, находящихся в разомкнутом состоянии на границе устойчивости, т.е. имеющих  нулевых корней характеристического уравнения, число k считается равным нулю, а АФЧX  берется с дополнением в бесконечности (рис. 1.15, 1.16, 1.17).

Рис.15.

Рис.16.

Рис.1.17.

На основании критерия устойчивости Найквиста могут быть сформулированы требования, которым должны удовлетворять логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы для того, чтобы она была устойчива в замкнутом состоянии. Это связано с тем, что в точках пересечения АФЧХ  отрезка  ЛАЧХ   положительна, а ЛФЧХ  пересекает прямую (-180°) снизу вверх (положительный перевод) или сверху вниз (отрицательный переход).

Требования к ЛАЧХ и ЛФЧХ в общем случае формулируются следующим образом: для устойчивости замкнутой САР необходимо и достаточно, чтобы разность между числами положительных и отрицательных переходов ЛФЧХ  разомкнутой системы через прямую (-180°) при тех значениях частоты , для которых ЛАЧХ  разомкнутой системы положительна, была равна , где k - число корней характеристического уравнения разомкнутой системы с положительной вещественной частью. При этом начало ЛФЧХ в бесконечно удаленной точке =0 на прямой (-180°) считается за половину перехода. В случае астатических систем (0) при подсчете точек пересечения ЛФЧХ с прямой (-180°)  надо иметь в виду, что если начало ЛФЧХ лежит ниже прямой (-180°) (что соответствует АФЧХ на рис,16), то в число отрицательных переходов надо включать бесконечно удаленную влево точку  =0.(рис 1.18)

Рис.1.18.


1.2. Обоснование выбора программных и технических средств для реализации Интернет – подсистемы

Под автоматизированной обучающей системой понимается функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процесса обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования.

Основные критерии:

       1. стоимость;

        2.мобильность (возможность использования на различных                  компьютерах);
                 3. сопоставимость времени, потраченного на изучение данного продукта и способов работы с ним и времени для достижения конечного результата;
                 4.возможность использования в дальнейшем.

АОС - это активная диалоговая система, которая непосредственно работает  с пользователем. Соответственно, при выборе программных средств выполняются следующие задачи:

        • наглядность представления графического материала. Для этого требуется  использовать среду, поддерживающую графические средства;
        • создание оконного интерфейса и системы меню, позволяющих управлять работой программы. Этот принцип реализуется с помощью объектно-ориентированного программирования, отличительной особенностью которого является возможность управлять ходом программы, событиями, генерируемыми пользователем.

  •  Также, при разработке интернет - систем  АОС перед программистом встает задача создания дружественного интерфейса всей системы, результат воздействия которого на отдельно взятого пользователя окажется определяющим фактором популярности системы в процессе эксплуатации.
    В наше время благодаря бурному развитию Интернета в программировании выделяют отдельное направление – Web-программирование, т.е. создание сценариев для Web.


Язык PHP – удобный и гибкий язык для программирования в Web. С помощью PHP можно написать 99% программ, которые обычно требуются в Интернете. Для оставшегося 1% придется использовать С или Perl(или другой универсальный язык ).
История языка PHP начинается с 1995 года, когда Расмус Лердорф (Rasmus Lerdorf) создал простой набор сценариев для анализа посещений Web-страницы с его резюме. Лердорф назвал свое творение Personal Home Page Tools и выложил его в свободный доступ. Вскоре его пакетом сценариев пользовалось уже несколько человек, и число желающих постоянно увеличивалось.
Положительные отзывы о пакете PHP вдохновили Расмуса на написание расширенной реализации тех же сценариев, дополненной средствами

  •  интерпретации данных форм HTML, и  которая к тому же могла работать с базами данных, что позволило пользователям разрабатывать простые приложения, генерирующие Web- страницу на лету.
    В конце 1997 года интерпретатор PHP был переписан двумя программистами
  •  израильского университета Зивом Сураски (Zeev Suraski) и Энди Гутмансом (Andi Gutmans), в результате чего на свет появилась версия РНР 3.0, завоевавшая большую популярность у разработчиков  Web – приложений.
    Версия  РНР версии 4 – была названа Zend Engine (по имени создателей Zeev и Andi). Естественно, широкая популярность, которую приобрел пакет PHP4, привела к тому, что требования к этому языку продолжали возрастать, и встроенных возможностей PHP стало не хватать.


В июле 2004 года выходит официальный релиз PHP5. В первую очередь переработке подвергся весь механизм работы с объектами. В языке PHP5 появилась система каскадной обработки исключений, позволяющая корректно обрабатывать исключительные ситуации, возникающие в процессе выполнения программ: например, неправильный ввод данных пользователем, ошибки соединения с СУБД или выполнения SQL-запросов и т.п.
Кроме того, используется новый, более эффективный диспетчер памяти. Добавлено множество новых функций для работы с массивами, потоками, файлами, строками. PHP обогатился рядом ценных расширений для работы с XML, различными источниками данных, генерации графики и т.д.
PHP обладает высокой производительностью и может использоваться со всеми наиболее распространенными Web – серверами, в том числе:

  •  Apache;
  •  Microsoft Internet Information Server;
  •  Microsoft Personal Web Server;
  •  FHTTPD;
  •  Caudium;
  •  Netscape Web –сервер;
  •  OmniHTTPD;
  •  Oreilly Wedsite Pro;
  •  Xitami.

Кроме того, интерпретатор РНР, оставаясь доступным для бесплатной загрузки из Интернета, поставляется с  Web – серверами и большинством операционных систем:

  •  Linux;
  •  HP – UX;
  •  Solaris;
  •  OpenBSD;
  •  Mac OS X;
  •  Microsoft Windows 95/98/NT/2000/XP.
  •  

В рамках современных библиотек функций РНР имеются все средства, необходимые для разработки сложных  Web – приложений. По удобству применения сценарии РНР ни в чем не уступают программам Perl, а кое-где даже их превосходят. Кроме того, интерпретатор РНР поставляется бесплатно с исходными текстами и доступен для всех основных компьютерных платформ.

Работает PHP следующим образом.
Язык PHP предназначен для программирования в Web.

Одним из его преимуществ является доступность и бесплатность, а также богатый инструментарий  и естественная поддержка многими популярными Web-серверами.
PHP является средством реализации взаимодействия различных подсистем Web-приложений. Именно поэтому необходимо рассмотреть протокол HTTP, являющийся основой взаимодействия серверной и клиентской части, а также язык HTML, с использованием которого реализуется визуализация данных в браузере.
Современные Web-приложения немыслимы без интерфейса с базами данных. В связи с этим, PHP также представляет чрезвычайно богатые возможности взаимодействия с хранилищами информации различного рода.
Пользователь запрашивает документ Web, запрос осуществляется с помощью специальных программ – браузеров, работающих на клиентских компьютерах. Браузер отправляет Web-узлу запрос на документ, который обрабатывается программным приложением, получившим название Web-сервера. Браузерами и Web-серверами используется специальный протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol), который определяет, как браузер должен форматировать и отправлять запросы Web-серверу. Полная спецификация документа называется адресом URL (uniform resource locator). Он задает протокол (HTTP), имя узлового компьютера, при необходимости номер порта, а также имя (местонахождение) документа. Адрес URL указывается без пробелов (как одно слово). Адрес URL задает местоположение ресурса (объекта) в сети, он  является сетевым аналогом имени файла в файловой системе. Протокол HTTP используется для передачи Web-страниц.

Таким образом, Web-сервер получает от браузера  запрос по тому или иному адресу URL, с использованием протокола HTTP. Получив запрос, Web-сервер находит в своих каталогах файл нужной страницы HTML и отправляет его браузеру клиента, в окне которого страница и отображается.
Термин Web означает, что система рассматривается как набор узлов со ссылками друг на друга. Такая архитектура напоминает паутину (с анг. Web). Ссылки обеспечивают возможность навигации между ресурсами системы. Пользователь просто щелкает на ссылке в документе, и браузер интерпретирует это действие как запрос на загрузку документа или ресурса, на который эта ссылка указывает.
Помимо установки сетевых соединений и протоколов, для обмена документами браузеры также выполняют функцию обработки и отображения документов. Протоколы TCP/IP и HTTP вообще не решают эту проблему. Отображение содержимого документа выполняется браузером,

при этом на арену выступает язык разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language).  Язык HTML используется для описания содержимого и

параметров визуального форматирования Web-страниц. Это язык дескрипторов, основанный на SGML – более обширном языке, предназначенном для определения языков разметки специального назначения. HTML – это лишь одно из применений языка SGML, предназначенное для представления текстовых документов. Язык HTML содержит дескрипторы, определяющие способ форматирования текста в окне браузера, - шрифт, размер, цвет и т.д. Язык HTLM определяет лишь внешний вид документа на экране компьютера, страницы на этом языке представляют собой текстовые файлы в файловой системе Web-сервера.
Ключевые слова «Простота обучения», чтобы пользователи (заинтересованные в публикации) могли легко определить вид документа на экране любого  компьютера, и «Экран любого компьютера», так как Web-система потенциально может работать на различных типах компьютеров, необходимо обеспечить аппаратную независимость основных команд форматирования, например задание шрифта.
В этом случае Web – сервер посылает клиенту содержимое статической страницы в неизменном виде. Поэтому данная технология не позволяет создавать динамические станицы, а только статические Web–узлы, что не допустимо для создания рассматриваемой в дипломном проекте подсистемы автоматизированного обучения и контроля знаний в среде Internet на примере ВТ.
PHP отличается от других языков программирования возможностью внедрения программного кода в обычный HTML. Серверных сценарии РНР встраиваются непосредственно в текст документа HTML с помощью специальных тегов:

• Полные (стандартные теги);
• Короткие теги;
• Теги в стиле SAP;
• Теги script.

Получив от браузера запрос на отображение страницы, Web–сервер приложений выполняет предварительную обработку страницы, интерпретирует все содержащиеся в ней сценарии и при необходимости взаимодействует с ресурсами сервера. В упрощенном виде выполняемая при этом последовательность действий  выглядит так:


1. Анализ HTTP- запроса.
2. Поиск необходимого серверного ресурса (страницы).
3. Анализ сценариев, обнаруженных на странице, путем вызова соответствующего интерпретатора.

4. Передача обратно клиенту результирующей страницы.


В результате генерируется страница в формате HTML, которая и передается обратно браузеру-клиенту.  Необходимо отметить, что на странице, которая передается клиентскому браузеру, уже не содержится никаких сценариев. Их место заняли данные, сгенерированные в процессе их интерпретации.
Перед отправкой страницы HTML клиенту этот код может вставлять в нее произвольные символы или фрагменты или полностью формировать динамические страницы «с нуля» (в том числе с применением шаблонов), а также выполнять переадресацию браузера клиента на другой адрес   URL.
Следует отметить, что при разработке сценариев  PHP лучше отключить режим кэширования Web-страницы, чтобы внесенные изменения (т.к. наша цель создать динамическую страницу) сразу же отображались в окне браузера.
Большинство браузеров осуществляет кэширование информации, загруженной из сети. После загрузки страницы браузер сохраняет ее на локальном диске и при следующем обращении к этой странице быстро извлекать страницу из кэша. Так что пользователь не ждет, пока требуемая страница будет снова загружена. При использовании статических HTML- страниц такая возможность очень удобна, поскольку позволяет экономить время. Но при работе с динамическими страницами, особенно такими, которые часто обновляются, кэширование приводит к возникновению проблем. Простой способ заставить браузер обойти кэширующий механизм и получать самую свежую информацию заключается в передаче в строке URL в качестве параметра системного времени. При таком подходе  строка URL каждый раз будет уникальной. Это гарантирует, что браузер будет каждый раз загружать информацию с сервера, а не из кэша.
Для ускорения процесса создания html-ресурсов разными фирмами были разработаны программы-редакторы html-кода. Одной из профессиональных  программ является Dreamweaver фирмы Macromedia. У этой программы есть несколько преимуществ по сравнению с остальными html-редакторами:
• Во-первых, это WYSIWYG редактор (What You See Is What You Get) ëчто вижу, то печатаюû, другими словами, редактор с графическим интерфейсом. Что обеспечивает удобство формирования и редактирования html-страниц.
• Во-вторых, данный редактор автоматически не вставляет лишние теги в тело html-документа, что значительно уменьшает конечный размер страницы.
• В-третьих, этот редактор совмещается с еще одной программой фирмы Macromedia – CourseBulder, которая создана специально для разработки тестов, учебных баз данных и баз знаний.
Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в Windows под интернет.
Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в
Windows под интернет.

Таким образом, выбор технических средств реализации обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет продиктован вышеперечисленным рядом вполне объективных причин, и окончательно был сделан в пользу IBM.

С учетом вышесказанного, обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет была разработана на  языке высокого уровня PHP 5.2.4 с использованием объектно-ориентированного языка JavaScript. Кроме этого для работы с гипертекстовой разметкой HTML использовался пакет Macromedia Dreaweaver 4.0; для формирования и адаптации в интернет графических изображений был использован графический редактор Adobe Photoshop CS3.  

Тестирование системы проводилось на intel-совместимом персональном компьютере семейства x86 с установленной операционной системой Windows ХР и интернет-сервером Apache версии 2.2.4 for Windows .

1.3. Разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

В современном мире высоких технологий при росте научно-технического прогресса происходит постоянное увеличение количества знаний и навыков, которыми обязаны в полной мере овладеть специалисты. Одним из способов приобретения новых знаний является дистанционное обучение. В наше время в данной сфере обучения происходит непрерывный поиск новых методов для квалифицированного и полного обучения. Одним из самых значимых и удобных способов – это использование АОС ( автоматизированных обучающих систем).

 

Чтобы решить  саму проблему создания АОС необходимо решить несколько основных задач:

1. Создание информационного обеспечения автоматизированных обучающих систем, разработка которого связана с:

- решением  проблемы  построения информационно логического обеспечения, необходимого для создания логики процесса управления обучением в диалоговом режиме;

- наполнением  системы  конкретными  материалами.

2. Разработка математического обеспечения или нахождение программных продуктов, специально предназначенных для разработки систем такого класса, при этом:

- основной задачей является создание модельного обеспечения (т.е. создание модели анализа ответов обучаемого);

- организация необходимых вычислений при составлении полного отчета по результатам тестирования и обучения.

3. Организация алгоритмического и программного обеспечения, ведения диалога для процесса обучения.

4. Создание алгоритмического обеспечения функционирования всех блоков, моделей, составляющих АОС.

5. Создание программного обеспечения, связанного с выбором алгоритмического языка программирования или макроязыка конкретного пакета и написание разработанных алгоритмов обучения на выбранном языке для ввода в ЭВМ.

6. Наличие технического обеспечения, которое связано с выбором технических средств, необходимых для работы подсистемы.

Разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет является одной из наиболее объемных частей диплома.

          Главной и основной задачей является установление последовательности всех необходимых этапов обработки данных в системе. Таким образом, мы должны создать полный алгоритм работы представляемой системы в целом, а кроме того, тех алгоритмов модулей и блоков, из которых состоит данная система. При создании системы, нам необходимо обратить внимание на один из главнейших этапов создания АОС, т.е на принцип модульности. Принцип модульности представляет собой прерывистость (дискретность) в структуре системы и включаемых в нее частей. Это необходимо для того, чтобы при работе с данной подсистемой было возможно, при необходимости, отредактировать или полностью заменить конкретные модули и блоки. Тем самым, данный принцип дает возможность обновляться, расширяться и изменяться данной подсистеме.

Структура  обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде Интернет представлена на рис.1.19.

Рис. 1.19 Структура обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутой САУ в среде интернет

Из рисунка видно, что данная обучающая подсистема состоит из 7-ти основных блоков:

  1.  Блок управления  Обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.
  2.  Блок обучения.
  3.  Блок контроля знаний.
  4.  Блок лабораторного исследования.
  5.  Блок базы знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и частотным показателям качества для оценки устойчивости САУ.
  6.  Блок управления интерфейсом.
  7.  Блок помощи по работе с  обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.

Блок управления обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости — является самым главным блоком системы. Он занимает основное положение в структуре подсистемы. Блок управления обучающей Интернет – подсистемой для лабораторного исследования выполняет все распределяющие функции, которые отвечают за такие важнейшие функции как вызов необходимых подпрограмм, передача результатов между блоками и модулями, а так же для вывода полученных результатов пользователю.

Блок обучения, это блок, в котором находится  необходимое проиллюстрированное изложение теоретических данных по частотным и логарифмическим частотным характеристикам замкнутой САУ и частотным показателям качества для оценки их устойчивости. Для выполнения лабораторной работы необходимы следующие разделы:

Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧX) .

Амплитудная частотная характеристика (ЯЧХ) .

Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) .

Вещественная частотная характеристика (ВЧК) . 

Мнимая частотная характеристика (МЧХ) ..

Логарифмическая амплитудная частотная характеристика (ЛАЧХ) .

Логарифмическая фазовая частотная характеристика (ЛФЧХ)

Для создания обучающего раздела подсистемы был использован html-редактор Macromedia NetBeans IDE 7.2

Блок допуска представляет собой себя два варианта тестирования, котрые позволяют в полной мере определить уровень подготовки студентов по данной теме.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

  Оценка считается по принципу:

     " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

В режиме тестирования для допуска к лабораторному исследованию в качестве основной формы диалога “вопрос-ответ” выбран вопрос типа multiple choice (выбор одного из нескольких). Ниже приведены вопросы  и варианты ответов, примененные для допуска студентов к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

Блок лабораторного исследования — управляет самой подсистемой в лабораторной работе.

В ходе лабораторного исследования необходимо провести моделировании на ЭВМ частотных характеристик замкнутой системы, осуществить расчет частотных показателей (оценок) качества и анализ устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:

  1.  провести моделирование частотных и логарифмических частотных
    характеристик  замкнутой САУ,
  2.  провести расчет частотных показателей качества;
  3.  провести оценку устойчивости замкнутой САУ.

К числу основных частотных оценок качества САУ в лабораторной работе рассматриваются: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза ; частота , соответствующая полосе пропускания замкнутой системы.

В основе выбора именно такой структуры обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости лежит требование к простоте логики системы.

Таким образом, разработанная структура обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости является достаточно мощным инструментом, на базе которого можно разработать многообразные сценарии обучения или тестирования. Кроме того, следует отметить тот факт, что разработчики подсистемы заложили в нее возможность включения в одну тему любого количества разделов.

1.4. Разработка структуры меню  обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. 

Меню подсистемы необходимо  для навигации по обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет и имеет достаточно удобную одноуровневую структуру (рис.1.20).  

Рис. 1.20. Структура меню обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет 

  1.  Лекции – происходит скачивание материала с содержанием лекционного курса «Основы теории управления», изучаемого студентами 3 курса. Это необходимо для того, чтобы студент полностью освоил материал по изучаемой теме, почерпнул необходимую информацию в полном объеме.
  2.  Теоретическая справка — в этом пункте собраны общие сведения по частотным и логарифмическим частотным характеристикам и замкнутой САУ и частотным показателям качествам, а также порядок выполнения работы:
    1.  Цель работы
    2.  Теоретические сведения
    3.  Частотные характеристики САУ.
    4.  Частотные показатели (оценки) качества САУ.
    5.  Оценка устойчивости САУ по ее частотным и логарифмическим частотным характеристикам.
    6.   Порядок выполнения лабораторной работы
    7.  Содержание отчета

3. Режим допуска к лабораторному исследованию — включает в себя полный допуск и экспресс-допуск

3.1. Полный допуск

Рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

3.2.  Экспресс-допуск

Рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

4. Лабораторное исследование – состоит из двух частей:

4.1. Моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик  замкнутой САУ.

Появляется Интернет – страница, на которой студент должен ввести коэффициенты передаточных функций, у соответствии с выданным преподавателем вариантом на данную лабораторную работую

  1.  Расчет частотных показателей (оценок) качества.

После введения данных своего варианта, появляется страница, где студент имеет возможность посмотреть частотные и логарифмические характеристики, которые построила данная программа по его значениям.

:

5. Список литературы – появляется соответствующий список литературы, который необходим для подготовки студента к выполнению лабораторной работы на тему: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет».

6. О проекте – выводится страница с информацией об обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

1.5. Разработка методики обучения в Интернет – подсистеме по исследованию устойчивости САУ

При разработке обучающей  Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости необходимо конкретизировать содержание трех основных вопросов дидактики: "Чему учить?", "Как учить?", "Кого учить?".

Первый из них определяет цели и содержание обучения – это мы рассмотрели в п.1.1, второй - методику обучения, третий - объект обучения: студенты.

Остановимся подробнее на втором вопросе. Разработка методики обучения сводится к выбору:

  •  вида управления процессом обучения (разомкнутый, замкнутый, смешанный);
    •  вида информационных процессов (рассеянный, направленный);
    •  типа и вида обучающей подпрограммы.

Процесс обучения, в ходе которого обучаемый должен приобрести заданную совокупность знаний и умений, заключается в управлении последовательностью действий, которые ведут обучаемого к заданной цели.

Выделяют следующие виды управления процессом обучения:

1. Разомкнутое управление - управление познавательной деятельностью, которое осуществляется по заранее заданному алгоритму без диагностики промежуточных состояний процесса усвоения знаний.

2. Замкнутое управление - предполагает постоянное слежение за процессом познавательной деятельности и его коррекцию в случае выявленных отклонений. Обязательно наличие обратной связи от обучаемого к подсистеме автоматизированного обучения и постоянного текущего контроля хода обучения.

3.Смешанное управление - предполагает использование на различных этапах комбинаций замкнутого и разомкнутого видов управления.

В разработанной системе реализован подход со смешанным управлением. Для этого используются режимы "Обучение" (разомкнутое управление) и  "Контроль знаний с обучением" (замкнутое управление).

Все воздействия в ходе обучения осуществляются с помощью информационных процессов (ИП). При этом различают рассеянные и направленные ИП.

В рассеянном ИП информация от источника (в нашем случае подсистемы автоматизированного обучения) направляется сразу ко всем обучаемым без учета того, воспринимают они его или нет.

В направленном ИП информация от источника направляется к конкретному обучаемому с учетом его индивидуальных особенностей.

В разрабатываемой системе применено смешанное управление с рассеянным ИП. Такая структура модели обучения, с нашей точки зрения, наиболее точно соответствовала реализации поставленной перед нами задачей.

Классификация обучающих систем.

Под автоматизированной обучающей системой (АОС) в данной работе подразумевается такая система, которая поддерживает и/или организует процесс обучения, закрепления и редактирования знаний пользователя этой системой. В процессе изучения материала с помощью автоматизированной обучающей системы становится необходимым решить некоторые конкретные задачи:

1. Передача знаний от системы к обучаемому человеку.

2. Закрепление у обучаемого изучаемого материала.

3. Допуск – который является контролем знаний

4.Представление сведений на рассматриваемую тему по запросу обучаемого.    

В настоящее время во всем мире ведутся активные работы по исследованию и разработке разнообразных обучающих систем и инструментария для их создания.

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Типы подсистем.

По назначению можно выделить информационно-обучающие, контролирующие и универсальные  системы. Первые предназначены для передачи обучаемым определенного объема знаний и/или умений. Вторые - для проверки знаний обучаемых. Универсальные системы выполняют как обучение, так и контроль.

По режиму работы различают однопользовательские и многопользовательские АОС. Последние базируются на сетевом программном обеспечении и оборудовании.

По особенностям реализации можно выделить аппаратные системы, для которых требуется специальное оборудование, и чисто программные системы, работающие на ЭВМ общего назначения.

По отношению к изучаемой предметной области АОС могут являться инвариантными или ориентированными на один предмет. В инвариантных системах предусматривается отделение учебных материалов от инструментальной системы (оболочки), обычно имеются средства для создания модификации учебных материалов. В отличие от них АОС, ориентированные на один предмет не имеют средств для смены наполнения. В инвариантных АОС имеется подсистема для подготовки учебных материалов (авторская подсистема).

В зависимости от особенности изменять свое поведение АОС может быть разделена на линейные, разветвленные и настраиваемые.

Линейные АОС не предполагают изменения последовательности применения учебных воздействий в процессе работы: линейная последовательность определяет действия системы.

Разветвленная АОС при обстоятельствах (например, после выполнения обучаемым контрольного упражнения могут изменять порядок применения учебных воздействий. Все возможные ветвления в PRG изучения материала предусмотрены набором сценариев, составленных автором учебного курса.

Настраиваемые АОС на основании имеющихся у нее педагогических знаний и анализа хода процесса обучения конкретного обучаемого способна изменять свое поведение [5]. Знания представляются в декларативной форме и выражают как специфичные для изучаемой проблемной области приемы  преподавания, так и общие педагогические принципы.

По способу реализации пользовательского интерфейса могут быть выделены системы, ориентированные на текстовой и графический способ реализации. В табл. 1.1. показаны выделенные классы обучающих систем.

Анализ приведенных ранее требований к адаптивным АОС показывает, что:

а) наиболее перспективным (для реализации в будущем) являются системы, относящиеся к классам, помеченным в табл. 1.1. символом *.  

б) в силу ограничений, накладываемых текущим состоянием вычислительной техники в учебных заведениях, предпочтение для обучающих систем, способных найти широкое применение в современной системе образования, следует отдать классам, выделенным в табл. 1.1 жирным шрифтом.

Табл.1.1. Типы подсистемы

По назначению

Информационно-обучающие

Контролирующие

Универсальные *

По режиму работы

Однопользовательские

Многопользовательские *

По особенностям реализации

Программно-аппаратные *

Программные

По отношению к ПО

Инвариантные *

Ориентированнные на один предмет

По способности изменять свое поведение

Линейные

Разветвленные

Настраиваемые *

По способу реализации пользовательского интерфейса

Текстовые

Графические *

Основные виды обучающих систем.

Среди используемых обучающих систем можно выделить следующие основные виды [5]:

1. «Электронные учебники», подготавливаемые с использованием специализированных авторских систем. Примером авторских систем являются АДОНИС, УРОК, LINKWAY, TenCore и др. Их основу составляют текстовые и графические редакторы, позволяющие структурировать и представлять учебные материалы, включая тексты, графические. образы, упражнения и т.п. В авторских системах фрагменты сведений о ПО хранятся в специальных структурных единицах, называемых кадрами или фреймами. Набор таких кадров формируется авторами учебного курса. В кадрах могут содержаться текстовые фрагменты, иллюстрационный материал (рисунки, графики), а также контрольные упражнения. Авторами задается последовательность ознакомления пользователя-ученика с кадрами. При этом возможны ветвления в зависимости от результатов выполнения упражнений. Такая последовательность системы называется сценарием. Отдельные системы позволяют ученику самостоятельно выбирать следующий кадр из некоторого набора возможных. Следует отметить, что такие системы могут иметь достаточно сложную организацию, поддерживают различные уровни сложности предлагаемых для изучения материалов и предоставляют пользователю широкий спектр дополнительных услуг (доступ к глоссарию, вставка графических компонент, поддержка разных уровней пользователя и др.).

2. Программы, предназначенные для развития у обучаемых практических навыков при решении задач из некоторой узкой предметной области. Например, решение задач школьного курса геометрии или расчет зубчатых передач в курсе деталей машин инженерного вуза.

3. Системы, основанные на нелинейном представлении информации. В эту группу входят системы типа «гипермедиа». Объекты, входящие в гипер-медиа систему формируют сложную сеть (гиперсеть), отражающую структуру проблемной области. Связи в сети обычно являются типизированными. Для объекта, находящегося в узле, может задаваться специфическая информация, облегчающая его поиск.

4. Адаптированные для обучения версии распространенных программных комплексов. В таких системах реализуется некоторое подмножество функций изучаемой программы, снабженное многочисленными примерами и упражнениями.

Основные роли АОС.

1. Хранилище информации с обеспечением быстрого поиска требуемых сведений, обновление информации в нем может производиться более оперативно по сравнению с печатными пособиями. Информация может быть представлена в различных формах (текст, графика, видеосюжеты и т.д.)

2. Как средство управления процессом обучения

3. Как средство для целенаправленного отбора, дозирования и предоставления необходимых сведений обучаемому с возможностью адаптации к его особенностям и объему имеющихся знаний.

4. Как средство анализа успеваемости

5. Как интеллектуальный партнер обучении практических задач (приобретения практических навыков).

Методика обучения в подсистеме строится на основании разработанной структуры базы знаний предметной области по частотным характеристикам и частотным критериям устойчивости САУ. Под знаниями будем понимать совокупность сведений у индивидуума, общества или искусственной системы о мире (конкретной ПО, совокупности объектов или объекте), включающих в себя информацию о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений, правилах использования этой информации для принятия решений.

В зависимости от последовательности проработки квантов учебной информации различают три вида Обучающих Программ:

1. Линейная ОП - это жестко установленная последовательность кадров, одинаковая для всех обучаемых.

2. Разветвленная ОП - это такая последовательность кадров, при которой обучаемые разной степени подготовленности продвигаются по обучающей программе различными путями:

—  при правильном ответе некоторые кадры могут быть пропущены;

—  при неточном предусматриваются дополнительные кадры.   

3. Многоуровневая ОП - включает в себя несколько уровней изложения одного и того же материала, предназначенных для обучаемых разной степени подготовленности.

Итак, при тщательном анализе ряда факторов нами в обучающей Интернет–подсистеме для лабораторного исследования устойчивости разомкнутой и замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости была выбрана методика обучения, характеризующаяся следующими параметрами:

  •  вид управления процессом обучения - смешанный;
  •  вид информационных процессов - рассеянный;
  •  тип ОП - в соответствии с поставленной задачей в одной подсистеме реализовано два типа ОП - КП и ИП;
  •  вид ОП - линейный.

1.6. Разработка методики допуска к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости

Важным моментом развития компьютерного обучения является создание автоматизированных обучающих модулей – диалоговых программ, реализующих функции тренажера – экзаменатора.

Известно несколько типов автоматизированных обучающих систем, используемых в различных условиях.

Одна из наиболее эффективных систем реализуется при самостоятельном изучении операционных систем и языков программирования. В этом случае  главным элементом подсистемы автоматизированного обучения является развернутый комментарий к типовым ошибкам оператора при отладке программ или при прямом обращении к операционной системе. Вторым по важности элементом является задание на правильное написание четко заданной программы. Такие системы практически лишены контрольных функций, главное внимание в них сосредоточено на обучении очень заинтересованного в достижении результата человека.

Вторая широко распространенная группа автоматизированных обучающих подсистем отталкивается от контрольных функций. Обучающийся изучает поставленный перед ним вопрос и выбирает из нескольких предложенных ему ответов один единственно правильный.

Разновидности этой системы в сочетании с поясняющими комментариями к неправильным ответам применяются для контроля знаний и попутного обучения студентов и школьников. В отличие от первой группы подсистем автоматизированного обучения, вторая несет в себе элементы принудительного диалога с обучающимися. Эффективность второй группы существенно ниже, так как в нее сложно включить творческое отношение обучающегося к работе.

Обучающая подсистема по оценке устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости имеет иную структуру. Она ориентирована на студентов, поэтому она сохраняет необходимые элементы контроля знаний и принудительного обучения, однако обучающие возможности существенно богаче и дают студенту скомпенсировать исходный недостаток знаний за счет творческого осмысления представляемых к обучению материалов, а следовательно, приобрести не только недостающие знания, но и научиться главному - преодолевать незнание интеллектуальным усилием.

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Как отмечалось ранее, главная цель разработанной обучающей Интернет – для лабораторного исследования устойчивости разомкнутой и замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости состоит в том, чтобы максимально включить творческий потенциал студента в процессе обучения. Принудительность подсистемы состоит в том, что в режиме контроля знаний студент обязан дать ответ на каждый из поставленных вопросов, только так программа будет продвигаться вперед (к анализу результатов тестирования). Студент не может оставить какие-то вопросы без ответа, чтобы потом вернуться к ним. Хотя в системе предусмотрена возможность выхода из программы в любой момент.

Исходя из этого, режим допуска к лабораторному исследованию включает в себя два раздела:

1. "Полный допуск", позволяющий студенту в целях самоподготовки определить свой уровень знаний по частотным критериям устойчивости САУ.

2. “Экспресс допуск”, рекомендуется для допуска к лабораторной работе.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 21 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

  Оценка считается по принципу:

     " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

В режиме тестирования для допуска к лабораторному исследованию в качестве основной формы диалога “вопрос-ответ” выбран вопрос типа multiple choice (выбор одного из нескольких). Ниже приведены вопросы  и варианты ответов, примененные для допуска студентов к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

Вопросы.

1)Классификация объектов управления в зависимости от реакции на входное воздействие:

А)устойчивые и не устойчивые

Б)устойчивые и нейтральные

В)устойчивые,нейтральные и неустойчивые

2)Сколько основных принципов управления используется в системах автоматического управления?

А)3

Б)4

В)5

3)Сколько законов управления используется в системах автоматического регулирования?

А)3

Б)4

В)5

4)Что представляют собой замкнутые системы управления?

А)системы управления с обратной связью

Б)системы управления без обратной связи

5)Как можно рассматривать оператор дифференцирования P=d/dtв символической форме записи дифференциальных уравнений?

А)как сомножитель

Б)как сомножитель, при котором произведение p*y не обладает свойством коммутативности, т.е. y*pp*y

В)как сомножитель, при котором произведение p*yобладает свойством коммутативности т.е. p*y=y*p

6)Что подразумевается под понятием «звено» в математической модели?

А)математическая модель части системы

Б)математическая модель системы или ее части, определяемой некоторым оператором

7)В каком случае можно использовать стандартную форму записи уравнения звена?

А)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 3-его порядка

Б)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 2-ого порядка

В)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 1-ого порядка

8)Какую размерность имеют коэффициенты в уравнении, записанном в стандартной форме

(T02p2+2ρT0p+1)y=K1(T2p+1)u+K2V?

А)все коэффициенты безразмерные

Б)T0,T1,T2 – имеют размерность времени, остальные коэффициенты безразмерные

9) Что называется собственным оператором?

А) дифференциальный оператор при выходной переменной

Б)дифференциальный оператор при входной переменной

10)Что называется оператором воздействия?

А) дифференциальный оператор при выходной переменной

Б) дифференциальный оператор при входной переменной

11)Чем определяется порядок передаточной функции и ее сиcтемы?

А) степенью полинома знаменателя

Б)степенью полинома числителя

12)Может ли передаточная функция в операторной (символической) форме иметь равные между собой нули и полюса?

А)может

Б) не может

13)Может ли передаточная функция в изображениях Лапласа иметь равные между собой нули и полюса?

А)может

Б) не может

14)Справедливо ли равенство:W(S)=W(p)|P=S?

А)справедливо

Б)не справедливо

В)справедливо при некоторых условиях

15) справедливо ли обратное равенство :W(p)=W(s)|P=S?

А) справедливо

Б)не справедливо

В)справедливо, если передаточная функция W(p) не имеет одинаковых нулей и полюсов

16)Что называют переходной функцией (или переходной характеристикой) h(t)?

А)реакция звена на входное воздействие, представленное единичной функцией 1(t)

Б)реакция звена на единичный импульсδ(t) при нулевых начальных условиях

17)Что называют весовой функцией  (функцией веса, импульсной переходной функцией)?

А)реакция звена на входное воздействие, представленное единичной функцией 1(t)

Б)реакция звена на единичный импульс δ(t) при нулевых начальных условиях

18) Соотношение между переходной функцией h(t) и весовой функцией:

А) весовая функция w(t) равна производной от переходной функции h(t)

Б) переходная функция  h(t) равна производной от весовой функции w(t)

19)Что представляет собой частотная передаточная функция (ЧПФ) звена W()?

А)частотная передаточная функция W() представляет собой отношение амплитуд выходной и входной величин при изменении частоты от -∞ до +∞ или от 0

Б)частотная передаточная функция W() представляет собой комплексное число, модуль которого равен отношению амплитуд выходной и входной величин, а аргумент φ(ω) сдвигу фаз между этими величинами для каждой частоты ω=constпри -∞≤ω≤+∞ или 0≤ω≤∞

20)Что такое амплитудно-частотная характеристика А(ω)?

А) это график действительной части амплитудно-фазовой частотной функции

Б) это график линейной части амплитудно-фазовой частотной функции

В)это кривая изменения отношения амплитуд выходной и входной величин в зависимости от частоты ω

21)Что такое логарифмическая частотная характеристика (ЛАЧХ)?

А) это кривая функции L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W()|  от частоты ω

Б) это кривая функции L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W()|  от логарифма частоты lgω

22)Критерий устойчивости Гурвица:

А)для того чтобы система была устойчива, необходимо  и достаточно, что бы определители Гурвица, составленные из коэффициентов ее характеристического уравнения при а 0>0  были больше нуля

Б)при выполнении необходимого условия устойчивости для устойчивости систем управления необходимо и достаточно, что бы все ее определители Гурвица с четными индексами или все ее определители с нечетными индексами были положительны

23)Критерий устойчивости Михайлова:

А)Для того, что бы система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы при кривая Михайлова, начиналась на положительной вещественной полуоси, последовательно обходила n-квадратов в положительном направлении (против часовой стрелки),гдеn- степень полинома знаменателя

Б)для того, чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно, что бы при а>0 кривая Михайлова, начиналась на положительной полуоси, последовательно проходила  n-квадратов по часовой стрелке

24)Для какого случая критерий устойчивости Найквиста формулируется следующим образом: если разомкнутая система устойчива, то для устойчивости замкнутой системы с отрицательной обратной связью необходимо и достаточно, что бы годограф амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФЧХ) разомкнутой системы «не охватывал» точку (-1;j0)

А)Когда разомкнутая система устойчива?

Б)когда разомкнутая система неустойчива

25)Критерий Михайлова используется:

А) для замкнутых систем

Б) для разомкнутых систем

В) для разомкнутых и замкнутых систем

1.7. Разработка методики лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ

В этом дипломном проекте разработан блок моделирования лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости, который управляет подсистемой лабораторного исследования. Моделирует выполнение лабораторной работы на компьютере (ввод данных, вычисление результатов опытов, построение характеристик).

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Как отмечалось ранее, главная цель разработанной обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет помощью частотных критериев устойчивости состоит в том, чтобы максимально включить творческий потенциал студента в процессе обучения.

Тема лабораторной работы: Исследование временных, частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутых САУ.

Цель проведения лабораторной работы: Изучение и исследование студентами частотных характеристик замкнутой системы автоматического управления (САУ), частотных показателей качества, а также оценки устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости. Для исследования влияния параметров передаточной функции замкнутой системы на изменение частотных характеристик, а также на устойчивость систем в ходе лабораторной работы выполняется моделирование характеристик САУ на ЭВМ и расчет соответствующих показателей качества.

Проведение данной лабораторной работы с обучающимся производится в компьютерном классе в сети Интернет на ЭВМ.

В ходе лабораторного исследования необходимо:

1.Провести моделирование на ЭВМ частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутой САУ.

2. Провести расчет частотных показателей (оценок) качества.

3. Провести оценку устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости при задании параметров передаточной функции замкнутой системы Ф(р).

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:

Необходимо в окне Интернет – подсистемы, предназначенном для ввода значений передаточной функции, задать значения параметров передаточных функций замкнутой  системы.

На Интернет – странице режима лабораторного исследования необходимо ввести коэффициенты передаточных функций, которые рассчитываются следующим образом:

 ;

;

;

;

;

;

.

При этом значения  являются значениями коэффициентов усиления передаточных функций реальных устройств, а   - значениями постоянных времен этих реальных устройств и выбираются в соответствии с вариантом лабораторной работы, заданным преподавателем, из таблицы 1.  

  

 Для замкнутой системы исследуется передаточная функция вида:

 После задания значений степеней числителя и знаменателя и ввода коэффициентов передаточных функций необходимо провести моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутой САУ. Затем необходимо провести расчет частотных показателей качества.

Следующим этапом является проведение оценки устойчивости замкнутой САУ. В лабораторной работе рассматриваются следующие основные частотные оценки качества САУ: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза .

Таблица 1. Варианты заданий для лабораторной работы.

№ варианта

1.

2,2

0,2

20

0,1

0,02

0,005

2.

2,4

0,2

20

0,08

0,02

0,005

3.

2,2

0,2

25

0,03

0,02

0,005

4.

3,3

0,2

25

0,04

0,02

0,01

5.

3,5

0,2

25

0,06

0,02

0,01

6.

3,1

0,2

20

0,04

0,02

0,01

7.

3,7

0,2

30

0,05

0,01

0,005

8.

3,7

0,25

30

0,02

0,02

0,01

9.

4,2

0,3

25

0,04

0,03

0,02

10.

3,3

0,2

20

0,06

0,025

0,001

11.

6,0

0,2

30

0,04

0,02

0,01

12.

4,2

0,1

25

0,05

0,02

0,02

13.

3,6

0,15

30

0,04

0,015

0,01

14.

4,1

0,2

20

0,08

0,01

0,03

15.

5,6

0,1

25

0,04

0,02

0,015

16.

2,5

0,2

30

0,04

0,03

0,02

17.

3,8

0,1

25

0,05

0,02

0,005

18.

4,4

0,1

20

0,02

0,02

0,01

19.

4,4

0,2

20

0,04

0,025

0,03

20.

5,3

0,15

30

0,03

0,03

0,01

21.

3,7

0,2

15

0,04

0,02

0,02

22.

3,5

0,15

20

0,06

0,025

0,01

23.

4,8

0,2

30

0,03

0,02

0,003

24.

4,6

0,1

20

0,02

0,02

0,01

25.

3,2

0,15

30

0,04

0,025

0,03

26.

2,5

0,2

25

0,06

0,03

0,001

27.

3,5

0,18

28

0,05

0,02

0,02

28.

4,7

0,12

20

0,05

0,02

0,01

29.

5,1

0,15

25

0,02

0,0015

0,01

30.

5,8

0,2

30

0,05

0,02

0,02

 Содержание отчета о лабораторной работе.

Отчет о выполнении лабораторной работы должен содержать:

  •  Титульный лист с указанием номера варианта лабораторной работы;
  •  Теоретические сведения;
  •  Передаточные функций замкнутой Ф(р) системы с рассчитанными численными коэффициентами;
  •  Графики  характеристик замкнутой системы;
  •  Значения частотных показателей качества и оценка устойчивости замкнутой САУ;
  •  Литература.

1.8. Разработка алгоритмического обеспечения Интернет – подсистемы для лабораторного исследования устойчивости САУ

Задача создания алгоритмического обеспечения – одна из самых важных задач при создании любого программного продукта, каковым в нашем случае является обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.

Обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет свойственны такие черты, как:

наличие простого в использовании интерфейса;

широкое использование графики и анимации;

возможность работы с различными графическими форматами.

Все это ставит жесткие требования к созданию алгоритмического обеспечения.

Алгоритмическое обеспечение должно обладать следующими свойствами:

Структурированность.

Модульность.

Надежность.

Реализуемость.

Под структурированностью понимается полное отсутствие каких бы то ни было ответвлений, перекрестных ссылок и переходов между структурами одного уровня. Иными словами, каждая структура, независимо от ее величины, уровня в иерархии должна иметь строго один вход и один выход. В противном случае, никогда нельзя с уверенностью сказать, как может повести себя программа. И чем программа  сложнее, тем больше вероятность ее сбоев из-за не структурированности.

Второе свойство - модульность - необходимо для достаточно больших программ. Оно состоит в том, что алгоритм программы разбивается на логически и тематически законченные части, которые, взаимодействуя друг с другом, образуют единое целое. Если такого разбиения нет, то очень трудно уследить за правильностью алгоритма, вносить в него изменения и проводить оптимизацию программы. А отыскание даже небольшой ошибки превращается в почти неразрешимую проблему.

Модульность также помогает при управлении обработкой ошибок. Объекты, разработанные с учетом требования модульности, подобны интегральной схеме. Сигналы поступают в схему и от нее только через контакты (методы). Нет никаких паразитных электрических соединений с другими элементами. Чтобы создать прикладную программу на основе объектов необходимо соединить нужные компоненты. Из этого следует, что модульное программирование облегчает разработку больших программ.

Под надежностью понимается способность алгоритма найти выход из любой ситуации, которая может возникнуть. И чем сложнее программа, чем шире круг задач, которые она решает, тем труднее обеспечить такую надежность. Строго говоря, АПКЛИ на реагировать не только на неординарную ситуацию, но и на совокупность возникших ситуаций. Причем, необходимо, чтобы программа не только распознавала некорректные ситуации, но и могла их грамотно классифицировать, идентифицировать и сообщать пользователю.

Надежная работа программы достигается за счет использования объектов. Хорошо спроектированный объект - это небольшая часть программы, слабо связанная с другими частями. Если этот объект правильно работает в автономном режиме, то он почти наверняка будет правильно работать и в составе большой программы.

Очень важным свойством для таких систем, как описанная в данном дипломе Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет является их реализуемость. Ведь любой алгоритм оторван от среды, в которой он будет реализован. В этой ситуации необходимо хорошо представлять, что может быть реализовано на той ЭВМ и в той среде, в которой пишется алгоритм.

Алгоритм работы обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, удовлетворяет всем этим требованиям. Этот алгоритм  приведен далее. Также далее приведен алгоритм проведения лабораторного исследования обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Рис. 1.21. Алгоритм работы обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Рис. 1.22. Алгоритм проведения лабораторного исследования в обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.9. Разработка программного обеспечения обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Программная реализация обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет проводилась на персональном компьютере семейства x86 под управлением операционной системы с установленной операционной системой Windows ХР и с установленным интернет-сервером Apache версии 2.2.4 for Windows. Среда реализации - язык программирования PHP 5.2.4, объектно-ориентированный язык программмирования JavaScript и гипертекстовый язык разметки HTML.

Скрипты, написанные на языке PHP, включаются непосредственно в тело html-документа, но выполнение программы происходит на стороне сервера, который  создает  html-страницы и передает их сторону клиента.

Собственно структура сайта, в страницы которого внедрены описанные выше скрипты, представляет собой дерево каталогов.  

В корневом каталоге находятся следующие файлы:

images - папка с изображениями
default.css - файл с описаниями каскадных таблиц стилей
header.php - файл с общей для всех страниц шапкой. самостоятельно не используется
img.php - графический движок . файл, выдающий изображение с графиком по полученным данным
index.html - оригинальный файл темы. его можете удалить и сказать что рисовали сами
index.php - интерфейс анализатора с выводом графиков
page.php - движок вывода статичных страниц
quizz.php - интерфейс и движок тестирования

1.10. Руководство разработчика обучающей  подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Понятие World Wide Web (WWW)  относится к абстрактному информационному киберпространству. Под словом Internet обычно подразумевают физический уровень сети, т.е. аппаратное обеспечение, состоящее из компьютеров и кабелей. Основой WWW и Internet является использование протоколов, т.е. языка и правил, посредством которых компьютеры «общаются» между собой. Поскольку WWW использует стандартные протоколы Internet для передачи файлов и документов, термин Web часто используется как синоним понятия Internet  и относится как к всемирной сети компьютеров. Так и собственно к информации.

Web-публикации работают по технологии клиент-сервер. Web-сервер – это программа, запущенная на компьютере, предназначенном для предоставления документов другим машинам, которые посылают соответствующие запросы. Web-клиент – это программ, которая позволяет пользователю запрашивать документы с сервера. Поскольку сервер задействуется только тогда. Когда запрашивается документ, такая технология является весьма эффективной, поскольку требует незначительных ресурсов сервера.

Запуская программу «web-клиент» (обычно она называется web-браузером), пользователь может устанавливать соединение с другими компьютерами сети и посылать работающим на них web-серверам запросы на web-документы. Для установления соединения используется сетевой адрес компьютера, который называется универсальным указателем ресурса – URL (Uniform Resource Locator). Сервер в ответ на запрос посылает клиентскому компьютеру текст или другую запрашиваемую информацию, на которую в документе установлены гиперссылки. Сервер передает документы в формате HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста). Документы на языке HTML, так же называемые web-документами, позволяют пользователю, указав на выделенное слово или фразу, получить доступ к файлу или перейти в другой HTML-документ, который связан с указанным участком текста гиперссылкой. Такие гипертекстовые связи между файлами и документами, физически расположенными на серверах по всему миру, позволяют системе работать так, будто она представляет собой огромную паутину информации.

Возможности форматирования текста, предусмотренные в HTML, существенно ограничены. Этот язык включает в себя элементы разметки заголовков, абзацев, различные виды выделения символов, возможности включения графики, создания гиперссылок, списков, текста заданного формата, а так же простые функции поиска. Существует множество программ, предназначенных для создания HTML-документов или преобразования уже готовых документов в HTML-формат. Существуют также средства для создания изображений-карт с «горячими точками». Щелкнув на такой точке мышью, пользователь может перейти к заданной позиции текущего или другого документа. Для разработки данного дипломного проекта используется программа HTML-верстки MacroMedia Dreamweaver.

 Из-за нехватки возможностей обычного HTML в дипломном проекте используется еще и DHTML (Dyinamic HTML). DHTML – это развитие «традиционного» языка HTML. Новые возможности, которые появляются с его использованием:

  •  все элементы страницы (теги, графика, текст и т.д.) теперь доступны для просмотра и управления
  •  новый взгляд на возможности таблиц стилей позволяет управлять элементами страницы намного более эффективно, чем это можно сделать с помощью простого кода.
  •  Абсолютное позиционирование элементов, включая третью координату (z-индекс), что позволяет создать индивидуальный стиль для страницы, и появление 2.5 мерности (виртуальной трехмерности) страницы.
  •  Новые дополнения к объектной модели помогают по-новому использовать элементы, написанные с помощью кода сценария.
  •  Динамическое перерисовывание любой части страницы позволяет сделать видимым процесс изменения. Больше не нужно полностью обновлять страницу для появления ее измененного вида.
  •  Поддерживаются новые объектно-зависимые методы, включая прохождение событий сквозь объектную иерархию.
  •  Графические фильтры позволяют пользователю добавлять в графику и текст такие эффекты мультимедиа, как вертикальное или горизонтальное отражение картинки, создание бегущей строки, движение пятен по картинке и т.п.

Кроме всего этого имеется возможность добавления в код страницы кода сценария, позволяющего обновлять позиции и стили элементов на странице. Язык сценария – это способ «научить» страницы реагировать на события, давая им возможность «общаться» с пользователем, чего не могут страницы, написанные лишь с помощью кода HTML. Сценарии могут быть написаны на разных языках программирования, но в данном дипломном проекте используется язык JavaScript.

Разметка HTML-документа.

Элемент разметки обычно состоит из пары кодов – открывающего и завершающего, которые называются тегами (tag). Завершающий тег начинается с символа «/», а в остальном повторяет открывающий.

Вся страница состоит из двух частей: «головы» (head) и «тела» (body), что обозначается соответствующими тегами:

<html> - тег начала документа

<head> - тег начала «головы»

<title>  </title> - теги заголовка документа

</head> - тег конца «головы»

<body> - тег начала «тела»

дальше идет html-разметка в соответствии с необходимым содержанием документа при использовании различных тегов.

</body> - тег конца «тела»

</html> - тег конца документа

Практически у каждого тега существует набор атрибутов, которые можно использовать вместе с ним.

Использование PHP скриптов

Для разработки дипломного проекта использовался язык веб-программирования PHP. Cерверных сценарии на РНР, встраиваются непосредственно в текст документа HTML с помощью специальных тегов. Получив от браузера запрос на отображение страницы, Web – сервер находит на ней серверные сценарии РНР и выполняет их как интерпретируемый программный код.

Перед отправкой страницы HTML клиенту этот код может вставлять в нее произвольные символы или фрагменты или полностью формировать динамические страницы «с нуля» (в том числе с применением шаблонов), а также выполнять переадресацию браузера клиента на другой адрес   URL.

1.11. Руководство пользователя обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.11.1. Начало работы

  1.  Подключиться к интернет.
  2.  Посредством браузера зайти на тот сайт, на котором располагается подсистема.

Начинать работу с первой страницы подсистемы http://breger.xbsp.ru/

При загрузке в браузер обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет представленный на рисунке 1.23. Экран разделен на две прямоугольные области:

  1.  область меню расположена сверху;
  2.  

область отображения информации;

Рис. 1.23. Общий вид обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.11.2. Работа в режиме обучения

Режим обучения называется «Теоретические сведения» и включает в себя два раздела «Лекции» и «Методика проведения лабораторной работы».

При выборе одного из пунктов меню  разделе «Теоретические сведения» студенту предлагается ссылка на скачивание файла лекций по курсу замкнутых САУ или на учебник Ким Д.П. «Теория автоматического управления. Том 1. Линейные системы.» Учебник разделен на главы. Вид страницы методики проведения лабораторной работы исследования характеристик замкнутых представлен на рис. 1.24.

Рис. 1.24. Вид страницы методических указаний обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

 

Если студенту недостаточно данных материалов  для подготовки к выполнению лабораторной работы или для ее защиты, он может получить дополнительную информацию, обратившись к иллюстрированному изложению лекционного курса «Методические указания к лабораторной работе по теме: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет», который представлен в Интернет – подсистеме по характеристикам типовых динамических звеньев САУ, нажав в меню на кнопку «Лекции». Вид страницы из лекционного курса представлен на рисунке 1.25.

 Рис. 1.25. Вид страницы лекционного курса «Методические указания к лабораторной работе по теме: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет»»

1.11.3. Работа в режиме допуска к лабораторному исследованию

Этот режим содержит два варианта тестирования.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопросов. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

Рис. 1.26. Страница с вопросом режима «Полный допуск» в обучающей подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

По окончании тестирования проводится подсчет правильных и неправильных ответов, и выставляется оценка.

Оценка считается по принципу:

    " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

После окончания тестирования появится страница с результатами тестирования.

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  Рис 1.27

Рис. 1.27.Страница с результатами тестирования в режиме «Экспресс Допуск» обучающей подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.11.4. Работа в режиме лабораторного исследования

Студент выбирает пункт меню Интернет подсистемы «Лабораторная работа» и в соответствии с номером варианта, заданным преподавателем, вводит рассчитанные им заранее коэффициенты передаточных функций. Для этого ему необходимо из таблицы варианта выбрать значения , которые являются значениями коэффициентов усиления передаточных функций реальных устройств, и  , которые являются значениями постоянных времен этих реальных устройств. Вид Интернет – страницы для ввода коэффициентов передаточных функций представлен на рис. 1.28.

Рис.1.28. Вид окна «Лабораторная работа» обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Интернет – подсистема проводит моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик  замкнутой САУ.

После этого Интернет – подсистема проводит расчет частотных показателей (оценок) качества. В лабораторной работе рассматриваются следующие основные частотные оценки качества САУ: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза .

Заключительным этапом является оценка устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости при задании параметров передаточной функции замкнутой системы Ф(р).

2.КОНСТРУКТИВНО –  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Технический процесс изготовления приборов (ИМС) по КМДП  технологии

Процесс изготовления ИМС состоит из определённого числа технологических операций и переходов, в результате которых из исходных материалов на пластине заданных размеров получаются готовые электронные функциональные устройства – микросхемы.

Специфической особенностью изготовления ИМС является интегрально – групповой метод производства. Суть его заключается в интеграции большого количества различных и однотипных элементов на едином технологическом носителе – пластине и в интеграции технологических процессов (операций) при групповых методах их проведения. Это означает, что за один технологический цикл одновременно создаётся не один, а множество ИМС.

Последовательность технологических операций при формировании структуры КМДП по самосовмещённой технологии приведена в таблице 2.1.  Самосовмещённая технология – это такая технология , когда длина каналов обоих типов электропроводности уменьшается за счёт использования технологии подлегирования через специально сформированную маску из поликристаллического кремния, который выполняет роль затвора.

Таблица 2.1 Перечень, последовательность и номинальные параметры слоёв микросхем.

№ п.п.

Наименование слоя

Номер фотошаблона

Номинальные параметры

Примечание

1

Исходный кристалл

КЭФ=4,5 (100)

КЭФ=20 (100)

2

Первичный термический окисел

d=0,40÷0,50 мкм

3

Карман р-типа

1

Na=1·10 см¯³

d=5÷8 мкм

Выполняют фотолитографию «кармана» и двухстадийную диффузию «кармана» на необходимую глубину.

4

Диффузионные р-слои (исток, сток, охранная область)

2

rs=10÷25 Ом/

d=0,40÷0,50 мкм

Выполняют фотолитографию и диффузию.

5

Диффузионные n-слои (исток, сток, охранная область)

3

gs=10÷25 Ом/

d=1,4÷1,6 мкм

6

Тонкий оксид

4

d=0,09 ±0,01 мкм

Проводят фотолитографию.

Выращивают тонкий слой окисла.

7

Поликристаллический кремний

5

d=0,3÷0,6 мкм

Наращивают специальную маску из поликристаллического кремния  Si*.

8

Подлегирование областей истока – стока р-канального транзистора

6

Na=1·10 см¯³

d=0,4 мкм

9

Подлегирование областей истока – стока n-канального транзистора

7

Nд ≈1·10 см¯³

d =0,4 мкм

10

Межслойный диэлектрик

d≈0,5 мкм

11

Контактные окна

8

4×4 мкм

Проводят фотолитографию – вскрытие окон под контакты.

12

Металлизация алюминием

9

d=1,2÷0,2 мкм

Создание внутрисхемных соединений путём металлизации алюминием.

13

Диэлектрический защитный слой

10

d=0,5 ±0,2 мкм

Пассивация – нанесение защитного покрытия, в котором фотолитографией вскрывают окна под периферийные контактные площадки.

2.2. Технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора

Типы структур ИМС

Среди планарных структур, в которых использованы биполярные транзисторы, исторически более ранней является диффузионно-планарная структура. Функции изоляции в ней выполняют р-n-переходы, ограничивающие области отдельных элементов и смещенные в обратном направлении. Для получения обратного смещения в области подложки, разделяющей элементы формируется омический контакт, связанный с наиболее низким потенциалом источника питания, а к изолирующим областям резисторов с помощью контактов подводится высокий потенциал.

В качестве исходной заготовки используют пластину монокристаллического кремния, равномерно легированного акцепторной примесью (дырочная электропроводность). После того как на заготовку нанесен слой окиси кремния Si02, методом фотолитографии в этом слое избирательно вытравливают участки прямоугольной формы и через образовавшиеся окна путем термической диффузии вводят атомы примеси-донора. Процесс диффузии совмещают с термическим окислением кремния, в результате которого на поверхности вновь образуется сплошной слой окисла. Таким образом, одновременно создаются коллекторные области всех транзисторов, а также изолирующие области всех диодов и резисторов для всех кристаллов групповой пластины. Вторичным вскрытием окон меньших размеров в окисле и последующей диффузией примеси-акцептора формируют р-области, выполняющие роль базовых областей транзисторов, анодов диодов и резисторов. В результате очередного (третьего) цикла фотолитографии, диффузии и окисления получают области эмиттеров, катоды диодов, а также высоколегированные области для последующего создания омических контактов к высокоомным коллекторным и изолирующим областям.

Для создания межэлементных связей в слое окисла вновь вскрывают окна и плоскость пластины покрывают сплошной металлической пленкой (обычно алюминиевой). При этом в местах, свободных от окисла, образуется контакт с соответствующими областями кремния. Заключительный цикл фотолитографии (по пленке алюминия) позволяет создать систему межсоединений, а также контакты по периферии кристаллов. Эти контакты будут использованы для коммутации кристаллов с внешними выводами корпуса.

Планарный транзистор (независимо от типа структуры) имеет коллекторный контакт в одной плоскости с базовым и эмиттерным контактами. Вследствие этого коллекторный ток преодолевает протяженный горизонтальный участок дна коллекторной области (под дном базы), имеющий малые поперечные размеры.

В диффузионном коллекторе концентрация активной примеси распределена по глубине неравномерно: она максимальна на поверхности и равна нулю на дне коллектора, — поэтому слой коллектора под базой имеет высокое сопротивление, что увеличивает напряжение насыщения и время переключения транзистора.

Равномерное распределение примеси по толщине коллектора может быть получено с помощью процесса эпитаксиального наращивания кремния с дозированным количеством донорной примеси. Такой процесс применяют для создания эпитаксиально-планарной структуры.

Чтобы получить простейшую эпитаксиально-планарную структуру, в качестве исходной заготовки надо использовать монокристаллическую пластину кремния, равномерно легированную акцепторной примесью. Для нанесения эпитаксиального слоя на одну из сторон пластины ее освобождают от окисла и тщательно очищают (рис. 2.1), после чего проводят осаждение монокристаллического слоя кремния n-типа. Далее поверхность пластины окисляют и методом фотолитографии вскрывают окна в виде узких замкнутых дорожек, соответствующих контуру коллекторных и изолирующих областей ИМС. Проводя через окна диффузию акцепторной примеси до смыкания ее с р-областью, получают таким образом изолированные друг от друга островки равномерно легированного эпитаксиального n-кремния.

Рис. 2.1. Последовательность формирования эпитаксиально-планарной структуры:

а — исходная пластина; б — стравливание окисла, подготовка поверхности; в — эпитаксиальное наращивание n-слоя, окисление поверхности; г — вскрытие окон в окисле под изолирующую (разделительную) диффузию примеси; д — диффузия акцепторной примеси, окисление поверхности; е — готовая структура после формирования диффузионных базовых и эмиттерных областей, а также получения межсоединений.

Схема структуры

Оборудование, метод

Пластина монокристаллического кремния с нанесенной окисью кремния.

Нанесение диэл. маски, используя высокую температуру окисления и фотолитографию.

Внедрение n+ путём эпитаксиальной планарной технологии и очистка от диэлектрика.

С помощью газовой эпитаксии делаем наращивание слоя n.

Используя процесс фотолитографии и плазмохимического наращивания, наносим диэлектрическую маску.

С помощью ионной ВТД эмитации внедряем в п-тии атомы ??? элемента и очищающего от диэлектрика.

Снова наносим диэлектрическую маску.

Снова с помощью ВТД внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Нанесение диэлектрика.

С помощью ионной технологии внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Наносим диэлектрик.

Нанесение металлической плёнки с помощью магнетронного распыления и снятие плёнки.

Эпитаксиально-планарная структура со скрытым слоем. Здесь эпитаксиальный коллектор легируют умеренно (необходимую концентрацию примеси рассчитывают из условия пробоя перехода база – коллектор), а малое сопротивление коллектора обеспечивают параллельно включенным скрытым слоем (n+), имеющим высокую концентрацию примеси.

Начальные стадии технологического процесса получения эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем приведены на рис. 2.2. В поверхностном окисном слое пластины p-типа вскрываются окна, через которые проводят диффузию примеси с высокой концентрацией. Для того чтобы избежать значительного проникновения примеси  в эпитаксиальный коллектор при последующих циклах высокотемпературной обработки (разделительная диффузия, базовая диффузия и т.д.), подбирают примесь с малым коэффициентом диффузии (например, мышьяк). Далее поверхность освобождают от окисла и наращивают эпитаксиальный слой кремния n-типа. После окисления поверхности процесс обработки протекает по той же схеме, что и для структуры без скрытого слоя.

Рис. 2.2. Последовательность формирования эпитаксиально-планарной структуры со скрытым n+-слоем:

а—исходная пластина; б—вскрытие окон под диффузию скрытого слоя; в—диффузия n+-примеси, окисление поверхности; г—стравливание окисла, подготовка поверхности, д— эпитаксиальное наращивание n-слоя, окисление поверхности; е — готовая структура после разделительной диффузии, формирования базовых и эмиттерных областей, а также межсоединений.

Транзистор на основе МДП-структуры

С помощью плазмохимического осаждения и фотолитографии положим диэлектрич. Маску.

С помощью ВТД внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Используя высокую температуру окисления положим диэлектрическую маску.

С помощью магнетронного распыления и фотолитографии наносим тонкое металлическое покрытие.

Эпитаксия

Эпитаксия – это процесс осаждения атомарного кремния на монокристалическую кремниевую пластину, при котором получают пленку, являющуюся продолжением структуры пластины. Практическое значение имеет случай, когда легированная эпитаксиальная пленка выращивается на легированной пластине, т.е. когда одновременно с атомами кремния в росте кристалла принимают участие и атомы легирующего элемента. При различных видах примеси в пластине и в выращиваемой пленке на границе их раздела образуется p-n переход. Таким образом, в эпитаксиально-планарных структурах тонкий эпитаксиальный слой (2-10 мкм) содержит элементы ИМС, а подложка толщиной –500мкм играет конструкционную роль.

В зависимости от агрегатного состояния источника атомов полупроводника и примеси для растущей пленки различают эпитаксию из газовой, жидкой и твердой фаз. Промышленное применение нашли газофазная (ГФЭ) и жидкофазная (ЖФЭ) эпитаксии.

При ГФЭ атомы кремния и примеси выделяются на пластине в результате химических реакций из соединений кремния и легирующего элемента. Для совершенства структуры важно прежде всего, чтобы в достройке участвовали одиночные атомы, а не их группы.

Основные условия, обеспечивающие совершенство структуры эпитаксиального слоя, следующие:

Химические реакции выделения атомов кремния и примеси должны быть гетерогенными (выделение атомов происходит непосредственно на пластине), исключающими образование агломератов (групп атомов);

Необходимы высокая температура пластины и ограниченная скорость осаждения атомов, обеспечивающие высокую подвижность адсорбированных атомов на пластине

С поверхности пластины должны быть устранены механические повреждения и различного рода загрязнения.

Гетерогенную реакцию, протекающую на границе газообразной и твердой фаз, можно условно представить в виде следующих стадий:

  •  Перенос веществ, участвующих в реакции, к поверхности пластины;
  •  Адсорбция поверхностью реагирующих веществ;
  •  Реакции на поверхности пластины;
  •  Десорбция молекул побочных продуктов;
  •  Перенос побочных продуктов в основной поток газа;
  •  Занятие атомами узлов кристаллической решетки.

Такая схема реализуется в установках с непрерывной подачей рабочей смеси через реактор (метод открытой трубы).

3.ОХРАНА ТРУДА

Гиподинамия при работе с ПК. Способы защиты и профилактика.

Практически любой производственный процесс сопровождается проявлением вредных и достаточно опасных факторов. Одним из таких процессов является работа на персональном компьютере. Пользователю необходима защита от вреда, который приносит ПК. Таким образом, одним из важнейших понятий является «охрана труда».

Термин «охрана труда» представляет собой систему определенных законодательных актов, технических, организационных, социальных, экономических, а так же лечебно-профилактических методов и средств, которые обеспечивают безопасность, а так же сохранение работоспособности и здоровья человека в процессе труда.

В XXIвеке использование компьютера вошло во все сферы жизни. Персональный компьютер стал неотъемлемой частью нашей жизни: компьютеры используется в офисах, производственных цехах, лабораториях, школах, ВУЗах, а так же в домашних условиях. При такой широте использования ПК, растет и количество человек, которые каждый день проводят большую часть своего времени за компьютером.

В наше время уже доказано, что работа за персональным компьютером наносит достаточный вред здоровью пользователя. Но мало кто отказывается, или способен отказаться от работы с ПК ради охраны своего здоровья, т.к в наши дни практически невозможно работать и жить не используя ПК в повседневной жизни. Некоторые люди практически «привязаны» к компьютеруи уже не представляют своей жизни без него.

Одной из главных ошибок современного человека является то, что сидя за компьютером, общаясь в социальных сетях, просматривая фильмы, играя в различные компьютерные игры, люди считают, что если их организм в данный момент не выполняет никакой физической нагрузке, то следовательно он отдыхает и находится в комфортных для него условиях. Но это не так. Когда человек долгое время находится в одной позе, например всидячей, то на тело оказываются достаточно большие статические нагрузки, что может привести к гиподинамии.

Термин «гиподинамия» означает понижение подвижности. Дословно с греческого языка он переводится как «мало движения». Сама по себе гиподинамия это различное нарушение функций организма, таких как кровообращения, пищеварения, дыхания, опорно-двигательного аппарата.

Т.к. гиподинамия возникает от малоподвижного образа жизни, то она имеется в большей или меньшей степени практически у каждого современного человека, а особенно у тех, кто большую часть своей жизни проводит за персональным компьютером.

Организм человека так устроен, что если какой-то орган не выполняет свои функции в полном объеме, то он начинает ощутимо слабеть. Первое, что начинает плохо функционировать при гиподинамии – это мышцы. Как следствие они атрофируются. Впоследствии слабеет связочный аппарат суставов. Связки выполняют несколько очень важных функций: они соединяют мышцы и кости, кроме того связочный аппарат предотвращает возможный разрыв суставной капсулы и перерастяжение или перенапряжение мышц. Если человек мало двигается в течении дня, или находится преимущественно в одной позе, то в первую очередь страдает кровоснабжение связок, что, как следствие ведет к нарушению обмена веществ.Замедление обмена веществ ведет к снижению уровня кальция в организме. В результате чего значительно снижается прочность костей. Нарушается синтез белков, а они являются основным «строительным материалом» клеток. Итогом является развитие хронической гипоксии (кислородного голодания) связочного аппарата. Связки слабеют, растягиваются и утончаются.

Гиподинамия является причиной ослабления мышц, снижения их эластичности ипостепенногоатрофирования. Следствием этого будет являться то, что мышцы не смогут в полной мере переносить стандартные нагрузки, соответственно последует выпадение суставов, переломы, вывихи. Больше всего страдают суставы нижних конечностей, которые каждый день испытывают очень большие нагрузки.

При гиподинамии значительно повышается аппетит, чтобы насытитьься становится необходимо гораздо большее количество пищи чем раньше. Избыток пищи, при малых затратах энергии и отсутствии физических нагрузок неизбежно ведет к ожирению.

Гиподинамия может способствовать развитию очень многих серьезных болезней: болезнь сердца, сахарный диабет, бронхиальная астма, ожирение, болезни сосудов, желудочные и нервные заболевания.

Все это являетсясимптомами гиподинамии. Но данные симптомы не всегда становятся сразу заметными. Видимыми симптомамиявляются: лишний вес, плохой сон, вялость, усталость, депрессии, снижение иммунитета. Становится заметным явное ухудшение работоспособности, что является следствием рассеянности и вялости, неспособностью концентрации на работе. Все это характерные признаки вызваны гиподинамией.

Лечение и Профилактика гиподинамии.

Для того, чтобы ликвидировать последствия гиподинамии необходимо придерживаться строгих правил и менять свой повседневный образ жизни. Необходимо правильно организовать свою рабочую деятельность и обстановку, правильно организовать свой отдых, систематически заниматься физкультурой и спортом. При более серьезных случаях гиподинамии необходим массаж, лечебная физкультура, электростимуляция мышц, обеспечение постепенных нагрузок на опорно-двигательный аппарат и сердечно-сосудистую систему, бальнеологические процедуры, которые тонизируют нервную и сердечно-сосудистую системы.

Лучшим улучшение вегетативных функций человека является двигательная активность, т.к все органы системы начинают работать наиболее экономично, повышается сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям. Чем больше физическая активность и нагрузка, тем больше способность к поглощению кислорода, и, как следствие, меньше масса жировой ткани. Чем больше поглощение кислорода, тем более интенсивно снабжается им органы и ткани, и нормализуется уровень обмена веществ.

Профилактика гиподинамии.

Чтобы предотвратить возможную гиподинамию необходимо больше двигаться, устраивать себе перерывы в работе с ПК. Рекомендовано каждые час-полтора прерываться на 5-10 минут. Во время перерыва желательно пройтись, сделать несколько простых упражнений.

Рабочее место.

При работе за ПК необходимо сохранять правильную осанку, это является профилактикой заболевания остеохондроза и позвоночника. Необходимо правильно выбирать рабочее кресло или стул. Желательной позой для работы будет являться: руки лежат на клавиатуре согнутые в локтях под углом примерно 90°, плечи при этом расслаблены. При этом подлокотники кресла не подпирают локти и не заставляют поднимать плечи. Расположение рук относительно стола должно быть таким, что больше половины длины предплечий упирались на стол. Расстояние до монитора должно сохранятся не менее 50 см. Высота стола должна быть приблизительно 75 см (с колебаниями по росту, конкретного пользователя), тогда нога всей ступней стоит на полу, а бедро расположено параллельно. Спина должна быть прямой и отклонена немого назад.
Само рабочее место, по возможности, должно быть комфортным для работы. На монитор не должен попадать прямой солнечный свет, т.к это вредно для глаз. Недопустима полная темнота. Поэтому наилучшим и наиболее комфортным вариантом является полумрак, который можно создать при помощи жалюзи или штор. Плюс необходимо дополнительное хорошее освещение рабочего места.

Одни из вредных факторов при работе с ПК является то, что человек долго находится в замкнутом помещении. Происходит выделение вредных веществ при работе с компьютером, это пагубно влияет на органы дыхания, что ожжет способствовать развитию аллергии. Кроме того, компьютер создает вокруг себя электростатическое поле, которое притягивает пыль, и уменьшается важность воздуха. Необходимо достаточно часто проветривать помещение и делать уборку там, где находится персональный компьютер.

Расположение монитора.

Желательно, чтобы расстояние от монитора было достаточно большим. Минимум 50-80 см. По высоте монитор необходимо располагать так, чтобы центр экрана был чуть ниже уровня глаз. Необходимо чтобы мониторн находился в центре стола. Экран должен быть абсолютно чистым, необходимо протирать его от пыли и грязи специальными жидкостями.
Кроме того, монитор испускает световое, электромагнитное и прочие излучения, что так же пагубно сказывается на здоровье человека.

     Таким образом, изначальной профилактикой гиподинамии является правильная организация рабочего места, комфортных условий для работы, равномерная физическая нагрузка на организм человека. Необходимо помнить о свое здоровье и вовремя предотвратить возможное проявление гиподинамии.

Подводя итоги, можно выделить такие способы предотвращения гиподинамии как:

-соблюдение диеты

-правильная организация условий труда за персональным компьютером

- правильно организованный отдых

- правильное распределение нагрузок на опорно-двигательный аппарат и мышцы человека

- ежедневная физическая нагрузка

Но все же, одним из главных факторов является адекватная физическая нагрузка, которая обеспечивает:

  •  Физическое, психическое и сексуальное здоровье;
  •  Поддержание физиологических резервов организма на соответствующем уровне;
  •  Сохранение мышечного тонуса, усиление мышц;
  •  Подвижность суставов, прочность и эластичность связочного аппарата;
  •  Оптимальную физическую и умственную работоспособность;
  •  Координацию движений;
  •  Постоянство массы тела;
  •  Оптимальный уровень обмена веществ;
  •  Оптимальное функционирование сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной, эндокринной, половой и др. систем, устойчивость к стрессам.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1.  ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ.

 

Темой дипломного проекта является разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

Описанная в данном дипломном проекте обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, является очень актуальной. С ее помощью можно обучать студентов, контролировать их знания и проводить лабораторные работы на расстоянии. В этой работе для примера в качестве базы знаний была выбрана база знаний по частотным характеристикам САУ и критериям их устойчивости. Но к данной Интернет – подсистеме можно подключить любую базу знаний, что позволит применять подсистему в различных учебных программах.

          Практическая ценность данной лабораторной работы заключается в том, что индивидуальное обучение ориентировано преимущественно на студентов. Они должны освоить материал на тему: «Частотные и логарифмические частотные характеристики замкнутых САУ и оценка их устойчивости».

Основными достоинствами подсистемы обучения будут являться:

- обучающийся может находиться в любом удобном ему месте

- обучающийся имеет возможность сам выбирать удобное для обучения время

- обучение индивидуально

-  возможность одновременного обучения большого количества человек

- повышение качества обучения (за счет Интернета, электронных библиотек и т.д.)

- повышение эффективности самостоятельной работы

- реализация новых форм и методов обучения

- удобный и быстрый доступ к необходимому для обучения материалу.

- простой и понятный интерфейс, как для студентов, так и для преподователей

- возможность редактирования данной подсистемы в соответствии с новыми задачами

- более дешевый процесс обучения

Кроме того лабораторная работа включает в себя:

а) в режиме обучения учащемуся предоставляется возможность проверить на сколько хорошо он усвоил необходимый материал с помощью специально составленных вопросов.

б) в тестовом режиме есть два варианта: если студент дал недостаточное количество правильных ответов, то он не допускается к выполнению лабораторной работы, если же количество правильных ответов достаточно – то считается, что студент освоил материал, и может приступать к выполнению лабораторного практикума;

в) в режиме проведения лабораторного исследования;

г) в режиме лекционных курсов и библиотек студент имеет быстрый допуск к изучаемому атериалу, и может ознакомиться с нужной для него информацией.

Несомненно, главным плюсом с экономической точки зрения является то, что освобождается большое количество времени как у преподавателя, так и у студента, а кроме того, возможность создания и исследования других подобных подсистем. С использованием данной подсистемы выполнение студентом лабораторной работы сократилось с 1,5-х – 3х часов до 20-30 минут; инженером  допуск к лабораторным работам сократился с часа до несколько минут;  просмотр преподавателем отчетов по результатам работы студента  занимает теперь ничтожно малое время.

Если институт является коммерческим, то применение данной обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, даёт возможность значительного уменьшения расходов, на оплату труда преподавательскому составу.

Основными показателями проекта являются:

         - сметная стоимость разработки -194117,73 рублей;

         - чистый дисконтированный доход 163434,4 рублей.


4.2 СМЕТНАЯ СТОИМОСТЬ ТЕМЫ

Таблица 4.1  Смета затрат на разработку (С)

Наименование статей расходов

Условные обозначения

Сумма (руб.)

Примечание

1

Материальные затраты

Зм

3289

Таблица 2

2

Затраты на оплату труда

Зот

95910

Таблица 2

3

Отчисления на социальные нужды

ЕСН

28773

30% от 3от

4

Обязательное страхование от несчастных случаев

Снс

191,82

0,2% от 3от

5

Амортизация основных средств

Аос

1872

Таблица 4

6

Накладные расходы

С

64081,91

50% от пп.1-4

Итого:

С

194117,73

           

Таблица 4.2    Материальные затраты (Зм)

Наименование

Кол-во

Цена

(руб.)

Сумма (руб.)

Примечание

1

Пачка офисной бумаги

1

180

180

2

Диски

2

45

90

3

Картридж для принтера

1

1450

1450

4

Ручка шариковая

3

80

240

5

Печать Ватман А1

6

130

780

6

Переплет дипломного проекта

1

250

250

Итого:

2990

Транспортные расходы

299

10% от

пп.1-6

С УЧЕТОМ ТРАНСПОРТНЫХ РАСХОДОВ

3289

Таблица 4.3 Затраты на оплату труда (3от).

Должность

Продолжительность участия в работе (мес)

Оклад (руб./мес.)

Сумма (руб.)

Примечание

1

Научный руководитель

1

28000

28000

2

Консультант

0,05

28000

1400

3

Инженер

3

18000

54000

Основная заработная плата (Zосн)

83400

Сумма пп.1-3

Дополнительная заработная плата(Zдоп)

12510

15% + Zосн

Итого:

95910

Zосн + Zдоп

                                                       Таблица 4.4 Амортизация основных средств(Аос)

(стоимость машинного времени)

.

Наименование

Продолжительность (час.)

Стоимость

(руб./час.)

Сумма (руб.)

1

ПК

120

15

1800

2

Internet

90

0,8

72

Итого:

1872


4.3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА.

4.3.1. Расчет достигаемого эффекта.

До внедрения Интернет – подсистемы на проведение лабораторной работы с группой студентов преподавателю требовалось:

  •  1 час на допуск к лабораторной работе;
  •  1 часа на проведение лабораторной работы;
  •  1 час на каждого учащегося для проверки результатов.

То есть на одну группу обучающихся  (20 человек) необходимо затратить 1 + 1+ 1*20 = 22 часов рабочего времени преподавателя.

При использовании обучающей Интернет – подсистемы допуск к лабораторной работе занимает 15 мин, выполнение 30 мин, проверка результатов 15 мин.

Таким образом, время работы преподавателя сокращается до 5 часов на группу. За год на кафедре обучается 6 групп, получаем годовую экономию времени преподавателя: (36,5-5)*6=189 (часов). Из учета заработной платы преподавателя 28000 руб. за 168 часов в месяц (фонд рабочего времени на месяц составляет 168 рабочих часов) получаем экономию заработной платы за год: 28000/168*189= 31500 (руб)

Таблица 4.5 Полезный эффект от внедрения системы

Статьи затрат

Обозначение статьи

Сумма (руб)

Примечание

1

Заработная плата преподавателя

Zо

31500

2

Дополнительная заработная плата преподавателя

Zд

6300

20% Zо

3

Отчисления на социальные нужды

Zсоц

11340

30% (Zо+Zд)

                Итого:

49140

       4.3.2. Расчет текущих эксплутационных расходов.

После внедрения Интернет – подсистемы появятся дополнительные расходы на используемое машинное время (0.25 часа на проверку заданий преподавателем *20 человек = 5 часов). Полные затраты на машинное время составляет: 5*12=60 (часов в год), из учета стоимости машинного времени 15 (руб/час) получается в год: 60*15=900 (руб/год).

Кроме того, дополнительные расходы на обслуживание инженера 0.5 часа на преподавателя. Заработная плата инженера 18000 рублей в месяц или 18000/168=107,2(руб/час). Для 6 групп затраты на оплату труда инженера составляет: 0.5*6*20=60(руб/год). Кроме того время, затраченное на интернет(получение и рассылка заданий) (0.1 час на интернет*20=2 часа). Полные затраты на интернет в год: 2*12=24 (часов в год). Из учета стоимости интернета 0,8 (руб/час), стоимость в год составит: 0,8*24=19,2(руб/год)

Таблица 4.6 Текущие эксплуатационные расходы

Статьи затрат

Обозначение статьи

Сумма

(руб)

Примечание

1

Заработная плата инженера

Zио

60

2

Дополнительная заработная плата инженера

Zид

12

20% от Zио

3

Отчисления на социальные нужды

Zсоц

21,6

30%(Zио+Zид)

4

Машинное время

Рмаш

900

5

Интернет-время

Ринт

19,2

6

Накладные расходы

Рнак

506,4

50% п. 1-5

ИТОГО:

1519,2

      3. Расчет чистого дисконтированного дохода.

      Предположим, что для клиента приемлемой нормой дисконта является значение 12%.       

Единовременные затраты 194117,73 руб. Проект рассчитан на 5 лет, т.к. к тому моменту следует ожидать полного устаревания программы и ее  замены на более развитый вариант.

Таблица 4.7 Чистый дисконтированный доход

Год

Капиталь-

ные

вложения

   

Текущие эксплута-

ционные

расходы

 

Результаты

в виде

ожидаемых

текущих

поступлений

  

Эффект

достига-

емый в

t-ом

году

 

Коэф-

фициент

дисконти-

рования

Текущий

дисконтиро-

ванный

доход

Kt

Zt

Rt

Rt- Zt

At

(Rt- Zt)*Аt

2013

-194117,73

-194117,73

2014

1519,2

49140

47620,8

0,877

41763,4

2015

1519,2

49140

47620,8

0,769

36620,3

2016

1519,2

49140

47620,8

0,675

32144,0

2017

1519,2

49140

47620,8

0,592

28191,5

2018

1519,2

49140

47620,8

0,519

24715,2

Итого

163434,4

Так как ЧДД положителен,  дипломный проект является эффективной разработкой.


Заключение

В данном дипломном проекте была рассмотрена обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся основные вопросы создания данной Интернет – подсистемы:

          - структура Интернет – подсистемы;

          - структура меню Интернет – подсистемы;

          - методики обучения;

          - методика допуска к лабораторному исследованию;

          - методика лабораторного исследования;

          - алгоритмическое обеспечение;

          - программное обеспечение.

При проектировании данной подсистемы и оформлении дипломного проекта было использовано следующее техническое и программное обеспечение:

-  персональный компьютер семейства x86;
-  операционная система Windows XP;
-  сервер Apache Server 2.2.4 for Windows;
-  СУБД MySQL 5.5.68
-  язык программирования PHP 5.2.4;
-  html-редактор NetBeans IDE;
-  текстовый редактор MS Word 2007.

В проекте так же рассматриваются технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора и изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии.

В разделе охраны труда оцениваются возможные опасные и вредные факторы при разработке программного продукта и их влияние на разработчика, а также меры по защите от них воздействия.

В экологической части рассматривается влияние ультрафиолетового и рентгеновского излучения на организм человека и способы защиты от них.

В экономической части дается технико-экономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости, проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. Теория систем автоматического регулирования. М. Наука. 1975.
  2.  М.П. Туманов. Теория управления. Теория линейных систем автоматического управления. Учебное пособие. – М.: МИЭМ, 2005.
  3.  В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, А.В. Яковлев. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования.- М. :Машиностроение,  1985.
  4.  А.А. Воронов, Д.П. Ким и др. Теория автоматического управления. Часть 1. Теория линейных систем автоматического управления. – М.: Высшая школа, 1986.
  5.  Д.П. Ким, Теория автоматического управления. Том 1, Линейные системы.- М.:ФИЗМАТЛИТ,  2007.
  6.  Е.П. Попов. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления.  – М.: Наука, 1978.
  7.  Р. Дорф, Р.Бишон. Современные системы управления. – М.: Юнимедиастайл, 2002.
  8.  Гигиенические требования к видеотерминам и персональным ЭВМ и организация работы с ними. (Сан ПиН 2.2.2.542-96 ).
  9.  ГОСТ 12.0.003-86. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
  10.  ГОСТ 12.1.006-82. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности.
  11.  ГОСТ ССБТ 12.1.045-84. Электростатические поля. Допустимые условия на рабочем месте.
  12.  ГОСТ 27013-86. Дисплеи на ЭЛТ. Общие технические условия.
  13.  ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. Правила устройства электроустановок ПУЭ-76.
  14.   ГОСТ ССБТ 12.4.124-83. Средства защиты от статического электричества.
  15.  В.Н. Гриднев, А.Н. Малов, А.А. Яншин Технология элементов ЭВА, М., Высшая школа, 1978.
  16.  Н.Г. Гусев Защита от ионизирующих излучений. М., 1990.
  17.  П.А. Домин Справочник по технике безопасности. М., Энергоиздат, 1992.
  18.  А.В. Егунов, Б.Л. Жоржолиани, В.Г. Журавский, В.В. Жуков Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах. М., Радио и связь, 1988.
  19.  А.В. Ильин и др. Биологическая опасность и нормирование излучений персональных компьютеров. М., 1997.
  20.  Б.А. Князевский Охрана труда в электроустановках. М., Энергия, 1977.
  21.  В.А. Крылов, Т.В. Юченкова Защита от электромагнитных излучений. М., Советское радио, 1972.
  22.   Ч. Г. Мэнгин, С. Макклелланд Технология поверхностного монтажа.  М. Мир, 1990.
  23.  Д.В. Николенко Практические занятия по JavaScript,  СПБ. Наука и Техника, 2000.
  24.  Нормы радиоционной безопасности НРБ-76/8. М., Энергия, 1981.
  25.  Ю.Г. Сибаров и др. Охрана труда на ВЦ. М., Машиностроение, 1985.
  26.  Н.Н. Ушаков Технология производства ЭВМ. М., Высшая школа, 1991.
  27.   Х.И. Ханке, Х. Фабиан Технология производства радиоэлектронной аппаратуры. М., Энергия, 1980.
  28.  А. Хоумер К. Улмен Dynamic HTML Справочник СПБ, Питер, 2000.
  29.  Б. Хеслоп Л. Бадник HTML с самого начала СПБ, Питер, 1997.

МИЭМ НИУ ВШЭ

                                                                                                                             45

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28834. Французская социологическая школа 46.5 KB
  Говорил о существовании коллективного сознания – совокупность общих у членов одного и того же общества интересов верований убеждений чувств ценностей. исследовал структуру сознания и личности Изучая структуру сознания Жане подчеркивал что все высшие проявления духа строятся на основе низших где действие чувство и разум слиты воедино. Трехуровневая структура сознания: элементарные ощущения затем память а на ней базируется Я или личность. Ввёл в психологию понятие – поле сознания это наибольшее число простых или относительно...
28835. Генетическая психология 54.5 KB
  Генетическая психология Швейцарский психолог Жан Пиаже 18961980 – один из наиболее известных ученых чьи работы составили важный этап в развитии генетической психологии. Научные интересы Пиаже еще с юности были сосредоточены на биологии и математике. Пиаже начинает читать лекции в Женевском университете и работать в Женевском доме малютки. В середине 20 в Пиаже создает свой основной труд Введение в генетическую эпистемологию возглавляет Международный центр по генетической эпистемологии в составе Женевского университета.
28836. Гуманистическая психология 47.5 KB
  Гуманистическая психология как альтернатива психоанализу и бихевиоризму: представления о природе человека экзистенциальная философия предмет и методы исследований Основные методологические принципы и положения гуманистической психологии: а человек целостен и должен изучаться в его целостности; б каждый человек уникален поэтому анализ отдельных случаев case study лучше чем статистические обобщения; в человек открыт миру переживание человеком мира и себя в мире главная психологическая реальность; г человеческая жизнь должна...
28837. Когнитивная психология 54 KB
  психологии порождено скорее общим направлением и логикой развития психологии чем открытиями конкретных ученых тем не менее деятельность двух психологов в наибольшей степени способствовала её возникновению. Миллер создал первый научный Центр когнитивной психологии и начал разрабатывать новые методы изучения познавательных процессов восприятия памяти мышления речи и проводили анализ их генезиса. Положительное в метафоре компьютера то что интеллект не рассматривается как набор последовательных малосвязанных этапов переработки информации...
28838. Естественно-научная парадигма в русской психологии 74 KB
  Роль психологии вооружить общество знаниями о психических явлениях и о законах деятельности души направить развитие нравственности морального поведения человека. Когда рефлекс обрывается не перейдя в движение не получив внешнего выражения завершающая часть рефлекса а она несет в качестве движения познавательную нагрузку уходит вовнутрь превращается в мысль хотя и незримую но продолжающую служить организатором поведения. Поэтому в механизме поведения реализуемом по типу рефлекса действует рефлекторное кольцо. Павлова: предмет и...
28839. Русская философская психология 74 KB
  Предмет психологии это наука о явлениях духа а не о его сущности – сущность человек понять не может давалось обоснование исследовательского метода интроспективный анализ и индуктивное – из частного общее обобщение описывались основные психологические законы законы ассоциаций по сходству смежности и причинности предлагалась классификация разделов психологии и давался очерк истории психологии. В лекциях Троицкого по психологии обнаруживается сочетание разнообразных подходов к психическому: вопреки эмпирической установке которая в...
28840. Развитие экспериментальной психологии в дореволюционной России 73.69 KB
  Развитие экспериментальной психологии в дореволюционной России. Формирование современной объективной психологии было основной целью которой посвящены практически все сочинения Введенского. Главный свой труд он так и назвал – Психология без всякой метафизики 1917 подчеркивая этим и необходимость и возможность построения объективной психологии. Работы Введенского имели большое значение для отечественной психологии соединяя воедино европейскую и российскую традиции в понимании задач и предмета психологии а также различных способов...
28841. Развитие отечественной психологии в 20-40-е годы ХХ века 51.5 KB
  Развитие отечественной психологии в 2040е годы ХХ века Октябрьская революция оказала значительное влияние на развитие российской науки в целом и психологии – в частности. С другой стороны молодое Советское государство начало последовательно оказывать помощь психологической науке – создаются институты с исследовательскими лабораториями Двадцатые годы стали временем рождения советской психологии.задачи психологии: 1. вычленяются два основных методологических принципа марксистской психологии: материализм психика продукт деятельности...
28842. Педология в Советской России: основные направления работы достижения 44.5 KB
  Генетический принцип означал принятие во внимание динамики и тенденции развития. Ребенка можно изучать лишь с учетом его социальной среды которая оказывает влияние не только на психику но часто и на антропоморфические параметры развития. Наука о ребенке должна быть не только теоретической но и практической Общие моменты развития педологии В россии начала распространяться в нач 20 в. Разница между этими подходами была не только во взглядах на роль наследственности и среды но и насколько биологические механизмы лежащие в основе психического...