ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ. МЕДИЦИНА. ТЕХНОЛОГИЯ

Изложены основы теории управления с прогнозированием. Рассмотрены общая схема управления с предсказанием в непрерывном и дискретном времени, алгоритмы управления с линейными и нелинейными прогнозирующими моделями, средства пакета Model Predictive Control Toolbox среды MATLAB.

Рассмотрена роль динамического анализа в процессе разработки и эксплуатации наземных транспортно-технологических комплексов. Представлены основные подходы к решению задач динамического анализа. Приведены обзор и анализ программных средств автоматизированного анализа динамики систем тел, пригодных для решения рассмотренных задач, даны рекомендации по их применению.

Приведены необходимые пояснения и рекомендации для выполнения курсовой работы по дисциплине «Основы теории управления и цифровой обработки сигналов». В рамках курсовой работы предусмотрено создание программы, выполняющей функции фильтрации и модификации звукового сигнала.

В издании описан процесс программирования промышленных роботов компании KUKA на языке программирования высокого уровня KRL. Рассмотрены устройство робота и его основных компонентов, различные системы координат робота, способы их юстировки и калибровки, особенности программирования движений робота, работа с логическими операторами, а также со схватом.

Рассмотрены базовые правила построения с использованием современных компьютерных технологий электронных геометрических моделей машиностроительных деталей и сборочных единиц, способы управления геометрическими данными, а также приемы создания электронных чертежей на основе электронных геометрических моделей. Содержит материал для проведения восьми практических занятий на компьютере в широко распространенном пакете SolidWorks.

Приведены материалы, предназначенные для приобретения навыков анализа переходных процессов в элементарных динамических звеньях систем автоматического регулирования, их расшифровки и определения параметров звеньев. Представлены материалы, посвященные анализу устойчивости систем автоматического регулирования.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами разделов «Модели и чертежи деталей, выполняемые средствами твердотельного моделирования» и «Электронная модель и чертеж сборочной единицы» дисциплины «Инженерная графика». Представлены методика и приемы работы по созданию моделей сборочных единиц изделий, сборочных чертежей и спецификаций в среде современных версий программы Autodesk Inventor. Рассмотрены основные операции для создания сборок, средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей. Приведены сведения по оформлению сборочных чертежей и спецификаций в соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации и по управлению библиотеками стандартных изделий. Практические рекомендации направлены на совершенствование знаний и навыков, а также на ускоренное освоение программы Autodesk Inventor.

Приведены материалы для освоения методов измерения и обработки полученных информационных параметров сельсинов. Особое внимание уделено изучению основных характеристик сельсинов и получению навыков применения методов обработки экспериментальных данных.

Приведены основные теоретические и методические сведения по созданию автоматизированных систем управления специального назначения в интересах обеспечения деятельности органов управления: состав, структура, классификация, а также базовые требования, предъявляемые к системам и ее компонентам. Рассмотрены вопросы организации разработки и содержания работ на предпроектных стадиях и стадиях разработки, оценки качества автоматизированных систем управления специального назначения с учетом требований как национальных, так и международных стандартов и практических рекомендаций по порядку разработки сложных организационно-технических систем.

Издание содержит наглядный материал, предназначенный в помощь студентам при выполнении лабораторной работы по курсу «Теория колебаний неконсервативных систем» с помощью компьютерной технологии MSC Apex.

Рассмотрены теоретические положения машиностроительного черчения, относящиеся к чтению чертежа общего вида и построению рабочих чертежей деталей. На основе стандартов ЕСКД в систематизированном виде изложены современные правила разработки и оформления рабочих чертежей деталей.

Рассмотрены теоретические положения машиностроительного черчения, содержатся сведения об изделиях, основных видах конструкторских документов, рассмотрены вопросы взаимосвязи деталей в соединениях, оформления сборочных чертежей изделий машино- и приборостроения, правила выполнения спецификаций.

Рабочая тетрадь содержит материал для изучения курса «Инженерная графика». Предлагаемые задачи предназначены для решения в аудитории под руководством преподавателя.

Рабочая тетрадь содержит теоретический материал и задачи для решения в аудитории под руководством преподавателя и для самостоятельной работы студентов.

Представлены основные понятия, категории и определения, применяемые в дизайнерской деятельности. Рассмотрены и охарактеризованы тенденции развития деятельности дизайнера применительно к базовым отраслям развивающегося информационного общества. Изложены важнейшие аспекты дизайнерской деятельности, необходимые для инновационной практики в области промышленного дизайна.

Представлены теоретические сведения, обосновывающие применение в учебных целях профессионально ориентированных кроссвордов и раскрывающие особенности составления терминологического словаря, а также практические задания в соответствии с темами двух модулей дисциплины «Методология дизайнерской деятельности». Задания составлены с учетом инновационной практики дизайн-проектирования и предназначены для практико-ориентированных занятий по указанной дисциплине в целях систематизации знаний и повышения терминологической культуры студентов в области дизайна.

Рассмотрены задачи, связанные с выполнением основных настроек системы AutoCAD 2018, с построением и редактированием двух- и трехмерных геометрических объектов, использованием объектных привязок. Материал подготовлен с учетом требований государственных стандартов Единой системы конструкторской документации на основе опыта преподавания дисциплины «Компьютерная графика» на кафедре «Инженерная графика» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Приведены задания для закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков в черчении.

Рабочая тетрадь содержит материал для изучения курса «Инженерная графика». Предлагаемые задачи предназначены для решения в аудитории под руководством преподавателя.

Рассмотрены модель и чертеж сборочной единицы типового домашнего задания, выполняемого студентами первого курса МГТУ им. Н.Э. Баумана, с помощью системы автоматизированного проектирования Autodesk Inventor 2016.

Приведен необходимый теоретический материал и практические рекомендации к выполнению заданий по дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика».

Рассмотрены все стадии настройки программы AutoCAD Mechanical — от обустройства интерфейса до создания пользовательских шаблонов. Подробно представлены инструменты, обеспечивающие настройку графической системы для работы с конкретным аппаратным обеспечением и ее модификацию во время сеанса работы с программой. Практические рекомендации направлены на ускоренное освоение программы AutoCAD Mechanical.

Книга посвящена одному из видов электрических приводов — частотно-управляемому с асинхронными электродвигателями, наиболее сложному и широко распространенному в современной технике. Рассмотрены проблемы теории и практики частотного управления асинхронными электродвигателями. Подробно изложены вопросы расчета статических характеристик, проанализированы режимы работы и управления частотно-управляемыми приводами. Теория работы частотно-управляемого привода рассмотрена применительно ко всем возможным приложениям, а особенности его работы, основные примеры и расчеты — к тяговому приводу. Предполагается знание читателем основ теории электротехники, электрических машин, преобразовательной техники, электроприводов и автоматического управления.

Представлены лабораторные работы по изучению методов и средств испытаний на триботехническую работоспособность конструкционных материалов при качении с проскальзыванием, по оценке потерь на трение и определению коэффициента полезного действия механической передачи в зависимости от режима работы на примере зубчатого, волнового и червячного редукторов.

Настоящее пособие подготовлено к изданию на основе конспекта лекций профессора Г.М. Мосягина по дисциплине «Теория оптико-электронных систем», которые он читал студентам кафедры «Лазерные и оптико-электронные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Целью дисциплины является эффективное освоение методов математического моделирования оптико-электронных приборов, используемых при выполнении базовых проектных процедур анализа и параметрической оптимизации.

Дано описание лабораторного стенда для изучения электрических цепей постоянного и переменного тока, включающего набор мини-блоков, источник питания, мультиметры и виртуальный измерительный комплекс «ВП ТОЭ». Приведены задания и порядок выполнения работы, а также контрольные вопросы.

Представлены лабораторные работы по курсу «Статистические методы управления качеством», посвященные основным теоретическим сведениям о вероятностных бумагах, контрольных картах и других методах статистического анализа качества. Описаны программные средства, применяемые при анализе качества.

Представлены современные подходы к модернизации существующих производств в различных секторах экономики на конкретных примерах компоновки средств доставки лазерного излучения (портальных, роботизированных, орбитальных). Приведены лучшие мировые практики производства лазерных технологических комплексов, компонентов интеллектуальной оснастки и реализации на их основе гибких производственных ячеек. Пособие призвано сформировать базовые компетенции у специалистов, участвующих в принятии решений по модернизации производства посредством создания на предприятии безлюдных зон, построенных на базе лазерных технологий.

Рассмотрены среда управления облачной платформой SAP HANA Cloud Platform и основы практической работы с платформой.

Рассмотрены сварка композиционных материалов и гибридные лазерные технологии сварки. Особое внимание уделено сварке концентрированными источниками энергии металлических композиционных материалов, упрочненных частицами, а также гибридной лазерно-дуговой и лазерно-плазменной сварке.

Рассмотрены методы расчета пространственных параметров гауссова пучка, формируемого устойчивыми зеркальными и зеркально-линзовыми резонаторами и оптической системой. Дан пример выполнения расчета. Приведены условие и варианты домашнего задания по дисциплине «Лазерная оптика», критерии его оценки и вопросы для защиты домашнего задания.

Представлена лабораторная работа по изучению работы центробежного вентилятора на сеть с переменным сопротивлением. Приведено описание центробежного вентилятора и лабораторного стенда. Дана методика выполнения испытаний и обработки экспериментальных данных.

Дано описание общей последовательности процессов микротехнологии на примерах производства интегральных микросхем и кремниевого микродатчика давления. Рассмотрены основные этапы получения кремниевых монокристаллических пластин, ключевые операции микротехнологии — изготовление кремниевых пластин, оксидирование. Акцентировано внимание на взаимосвязи между свойствами материалов, структуры, устройством и электрическими характеристиками микроструктур. Рассмотрены физико-химические модели и методы анализа качества технологических процессов микротехнологии.

Приведены пояснения и рекомендации для выполнения домашнего задания по дисциплине «Основы теории управления и цифровой обработки сигналов». В рамках выполнения курсовой работы предусмотрено создание в среде пакета MATLAB приложения, выполняющего функции фильтрации и модификации звукового сигнала.

Изложены требования к выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование подводных робототехнических систем». Рассмотрены основные этапы выполнения курсового проекта. Особое внимание уделено структуре и правилам оформления расчетно-пояснительной записки, которая является наиболее распространенным видом текстовой технической документации. Приведены варианты заданий на курсовое проектирование и примеры оформления некоторых разделов расчетно-пояснительной записки.

Изложены основные сведения о движительных комплексах необитаемых подводных аппаратов. Рассмотрены основные этапы проектирования. Приведены методики расчета основных компонентов движительных комплексов с примерами. Особое внимание уделено вопросам оценки регулировочных и динамических характеристик средств движения. В каждом разделе приведены вопросы для самоконтроля.

В издании описаны процесс программирования скоординированных перемещений двух роботов-манипуляторов на базе коллаборативного робота IRB 14000 YuMi и особенности конфигурирования контроллера IRC5. Рассмотрены общие вопросы безопасности, процесс работы с пультом управления FlexPendant, данные о калибровке робота, структура программы и программных данных, управление входами и выходами.

Изложены сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ, поясняющих особенности технологического процесса пайки, изучаемого в рамках дисциплины «Пайка и специальные методы сварки». Описание каждой лабораторной работы включает в себя теоретическую, методическую и контрольную части.

Изложены основные теоретические сведения о классическом методе расчета переходных процессов в цепях первого и второго порядков. Представлены материалы, необходимые для проведения лабораторной работы: задание, порядок выполнения, методические указания к проведению работы, а также контрольные вопросы.

Представлена методика оценки показателей надежности электромагнитных электрорадиоэлементов с учетом их конструктивного исполнения, технологии изготовления и изменения характеристик материалов в условиях эксплуатации. Показано, что в процессе длительной эксплуатации сопротивление электрической изоляции существенно изменяется, и это приводит к снижению надежности аппаратуры. Рассмотрены причины отказов электромагнитных компонентов (магнитопроводов, обмоток, ферритовых материалов), приведены результаты исследования их надежности.

Рассмотрено моделирование двухлинзового склеенного объектива в программе ZEMAX, выполнен аберрационный расчет объектива. Показано формирование таблиц и графиков оптического выпуска на основании данных расчета. Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельного выполнения студентами домашнего задания по учебной дисциплине «Прикладная оптика».

Кратко изложены основы теории современного автоматизированного электропривода. Рассмотрены принципы построения и составные части электроприводов, их характеристики в статических и динамических режимах работы с двигателями постоянного и переменного тока, а также основные принципы управления и проектирования.

Изложены основы современной цифровой электроники. Рассмотрены импульсный режим работы электронного устройства, схемы и характеристики различных аналоговых ключей (коммутаторов). Приведены классы логических элементов и их параметры, показаны особенности логических элементов различных логик. Рассмотрены комбинационные цифровые устройства: шифраторы, дешифраторы, преобразователи кодов, мультиплексоры и демультиплексоры, сумматоры и компараторы. Дано описание последовательностных цифровых устройств: триггеров, счетчиков импульсов и регистров. Рассмотрены программируемые логические интегральные схемы, описаны их классы. Приведены базовые сведения о микропроцессорах и микроконтроллерах.

Изложены основы аналоговой электроники. Рассмотрены базовые элементы электронных устройств: полупроводники, диоды, биполярные и полевые транзисторы. Даны основы усилительной техники на биполярных и полевых транзисторах, операционных усилителей, генераторов гармонических и импульсных сигналов, активных фильтров и вторичных источников питания.

Представлены четыре лабораторные работы по дисциплине «Учебно-технологический практикум».

Издание содержит материалы, необходимые для выполнения и оформления типовых домашних заданий по модулям 5–7 курса «Основы теории цепей» (второй семестр обучения). Рассмотрено применение методов классического и операторного анализа переходных процессов. Показаны мгновенные распределения токов и напряжений по длине линии с распределенными параметрами в различных режимах ее работы.

Рассмотрено применение законов Кирхгофа и метода узловых потенциалов. Показаны преобразование «треугольник — звезда», график зависимости выделяемой на нагрузке мощности от сопротивления нагрузки, использование условия возникновения резонанса в цепи для поиска резонансных частот, применение метода контурных токов и расчет мощности гармонически изменяющегося тока. Приведено решение типовых заданий, в качестве примера проанализировано решение домашнего задания по теме «Цепи несинусоидального тока». Описано прохождение негармонических сигналов через цепи с комплексны частотно-зависимым импедансом. Рассмотрены способы расчета активной мощности негармонического переменного тока, выделяемой на нагрузке.

Даны основы применения микроконтроллеров для управления электронными устройствами. Приведены примеры подключения к микропроцессору внешних устройств с параллельным и последовательным интерфейсом. Рассмотрено управление программой микропроцессора по флагам простейшего кнопочного пульта и прерывание исполнения программы от внешнего устройства и таймера микроконтроллера.

Рассмотрены вопросы моделирования простых схем, процессы оптимизации этих схем, а также процессы цифровой модуляции сигналов, характерных для современных протоколов проводной (DSL) и беспроводной связи (Wi-fi, Wimax, LTE).

Рассмотрены основные темы курса «Электроника». Приведены краткие теоретические сведения, примеры расчета и проектирования электронных устройств, контрольные вопросы, сформулированы программы выполнения лабораторных работ по каждой теме и требования к оформлению отчета. Все работы могут выполняться с применением как реальных элементов электроники и реальной измерительной аппаратуры, так и программ-симуляторов, таких как Proteus, Electronics Workbench, Microсap и т. п.