Обменные лекционные ресурсы
Создание и реализация «обменных» on-line лекционных ресурсов и опыт чтения дистанционных курсов в рамках проекта «Синергия»
Центральное место в сетевом сотрудничестве университетов-участников проекта «Синергия» принадлежит совершенствованию и внедрению в учебный процесс дистанционных технологий обучения в режиме реального времени. Первый опыт проведения ON-LINE лекций был осуществлен в рамках модульного чтения факультативных спецкурсов для магистрантов.
В рамках двухнедельного магистерского цикла ведущими преподавателями проекта «Синергия» были подготовлены и прочитаны специальные курсы:
- «Автоматизированный объемный гидравлический привод»,
- «Управление роботами – манипуляторами на базе fuzzy-логики»,
- «Структура и кинематика манипуляционных роботов»,
- «Пневмоэлектроавтоматика»,
- «Динамика систем, авторотирующих в потоке сплошной среды»,
- «Системы управления роботов»,
- «Теория автоматического управления»,
- «Деловая переписка на английском языке»,
- «Технический английский язык в области автоматики».
Этот цикл лекций в основном был ориентирован на магистрантов, планирующих связать свою будущую профессиональную деятельность с научными исследованиями. Указанные лекции посещали и аспиранты, у которых темы диссертаций совпадали с перечисленными дисциплинами.
Фотографии процесса чтения дистанционных лекций, проводимых в университетах сети, представлены на рисунках 1 и 2.
В магистерских программах каждый университет сети выделил 2 недели учебного времени и каждый день читались специально выделенные лекции, расписания которых (время их начала и тематика) было заранее согласовано с учетом часовых поясов участников. Шесть университетов: Балтийский государственный технический университет, национальный университет «МЭИ», Омский государственный технический университет, Севастопольский государственный университет, Дальневосточный федеральный университет и Карагандинский государственный технический университет подготовили для участников сети по одному курсу инженерных лекций. Национальный университет «МЭИ» дополнительно подготовил и провел уникальные интерактивные занятия по английскому языку в области изучения и использования специальной технической терминологии по дисциплинам направления подготовки. По отзывам слушателей это существенно помогло им уточнить используемую английскую терминологию и более корректно понимать изучаемую иностранную техническую литературу.
Для координации совместной образовательной деятельности по разработке новых форм и методов сетевого обучения участники проекта сформировали межвузовский учебно-методический совет проекта «Синергия».
Студенты и аспиранты проявили большой интерес к созданному циклу лекций и предложенной им дистанционной форме обучения. Успешное проведение подготовленных циклов лекций послужило основой для создания и внедрения в учебный процесс полноценных семестровых дистанционных курсов, читаемых ведущими преподавателями ВУЗов на условиях взаимообмена. Гибкая система проведения занятий позволила ВУЗам-участникам проекта успешно встраивать общие лекционные дисциплины в сетку расписания учебного процесса либо целиком, либо по отдельным тематическим модулям.
Решение проблемы ресурсного обеспечения чтения элективных курсов с помощью сетевого дистанционного обучения
Для сохранения тесной связи преподавателей со студентами был определен предельно допустимый объем и содержание курсов, читаемых дистанционно, в общем объеме учебного материала с учетом учебных планов каждого университета – участника сети. Методом экспертных оценок после детальных обсуждений было определено, что для студентов очной формы обучения объем материала, изучаемого посредством сети, не должен превышать 10% от общего объема учебного плана. И основной упор в сети должен делаться на вариативные дисциплины по выбору студентов, так называемые элективные курсы.
Однако в настоящее время эта полезная и актуальная составляющая современного образовательного процесса из-за ограниченных финансовых ресурсов университетов минимизируется и часто реализуется только формально. А, если элективные курсы все же организуются, то разбиение учебных групп и потоков для формирования малочисленных групп студентов, желающих слушать эти альтернативные курсы, приводит к необходимости резервирования дополнительной учебной нагрузки и выделения дополнительного штата преподавателей, а, следовательно, и к не всегда оправданной (в случае отсутствия востребованности студентами некоторых курсов) – к бесполезной трате ресурсов университетов.
При дистанционном обучении преподаватель ВУЗа, читающий один из элективных курсов непосредственно своим студентам, одновременно транслирует его в другие ВУЗы, а также курирует смежный с ним учебный курс, читаемый его коллегой из университета-партнера. Кроме того, члены совета пришли к выводу (и это подтвердилось на практике), что дистанционно читаемые дисциплины, прежде всего, следует предлагать наиболее подготовленным студентам, способным к самостоятельному освоению дистанционного курса при соответствующей консультационной поддержке преподавателей, читающих другие (параллельные) курсы в университете, для которого транслируется по интернету элективный курс. Преподаватели-кураторы в конце семестра осуществляют содержательную аттестацию знаний студента по курсу, изученному дистанционно.
Исходя из данного подхода участники проекта осуществили сопоставительный анализ элективных компонент учебных планов по направлениям, реализуемым в Балтийском государственном техническом университете, национальном университете «МЭИ», Омском государственном техническом университете, Севастопольском государственном университете, Дальневосточном федеральном университете и выявили родственные группы элективных курсов, наиболее пригодных для чтения в дистанционном режиме.
В частности, в осеннем семестре 2017-18 учебного года в учебный план направления «Мехатроника и робототехника» (бакалавриат) Балтийского государственного технического университета в качестве элективного был введен курс «Промышленный электропривод», прочитанный кафедрой «Автоматизация производственных процессов» Карагандинского технического университета.
Таким образом, без привлечения дополнительных финансовых ресурсов одновременно решается задача чтения элективных курсов с помощью сетевого дистанционного обучения и сохраняется непосредственный контакт с преподавателем университета.
Сведения о лекционных курсах, реализуемых в рамках межуниверситетского сетевого проекта «Синергия»
ОБМЕННЫЙ КУРС «ИНФОРМАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ (МЕХАТРОННЫХ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ)»
Кафедра «Системы приводов, мехатроника и робототехника» Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова, доцент, кт.н. КОРОТКОВ Е.Б.
МОДУЛЬ I. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ
МОДУЛЬ II. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ И ДИНАМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
МОДУЛЬ III. СЕНСОРНЫЕ УСТРОЙСТВА МЕХАТРОННЫХ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ОБМЕННЫЙ КУРС «ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»
Кафедра «Автоматизация и управление» Дальневосточного федерального университета, профессор, д.т.н. ФИЛАРЕТО В.Ф. и доцент, к.т.н. ЗУЕВ А.В.
МОДУЛЬ I. ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
МОДУЛЬ II. ПРОЦЕССЫ В САУ И УСТОЙЧИВОСТЬ САУ
МОДУЛЬ III. КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (КУ) САУ
ОБМЕННЫЙ КУРС «ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»
Кафедра «Автоматизация и управление» Дальневосточного федерального университета, профессор, д.т.н. ФИЛАРЕТОВ В.Ф. и доцент, к.т.н. ЗУЕВ А.В.
МОДУЛЬ I. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ
МОДУЛЬ II. ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ САУ – МЕТОД ГАРМОНИЧЕСКОЙ ЛИНЕАРИЗАЦИИ
МОДУЛЬ III. САМОНАСТРАИВАЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ
ОБМЕННЫЙ КУРС «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАН-НЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ (СУиК АТК)»
Кафедра автоматизации производственных процессов Карагандинского государственного технического университета (КарГТУ), профессор Фешин Б.Н.
- Этапы проектирования систем управления и контроля автоматизированных технологических комплексов (АТК)
- Понятия и определения автоматизации технологических комплексов
- Основы разработки подсистем СУиК АТК
- Структуры и характеристики КУ, как объектов контроля и управления
- Промышленные средства автоматизации КУ
- Теоретические основы проектирования подсистем логического управления в АТК
- Проектирования подсистем логического управления КУ
- Теоретические основы проектирования подсистем автоматического регулирования в АТК
- Теоретические основы проектирования подсистем автоматического контроля в АТК
- Математическое моделирование элементов и систем автоматического управления СУиК АТК
- Надежности элементов и систем управления и контроля АТК (КУ)
- Методы обеспечения энергосбережения в СУиК АТК (КУ)
- Технико-экономическое обоснование создания СУиК АТК (КУ)
- Предпосылки создания интегрированных АСУ ТП КУ на базе SCADA-систем
ОБМЕННЫЙ КУРС «Системы оперативно-диспетчерского управления АТК (СОДУ АТК)»
- Основные задачи ОДУ АТК .
- Технологические схемы АТК.
- Свойства и характеристики АТК.
- Требования к автоматизации конвейерных установок (КУ).
- Функциональные схемы автоматизации КУ
- Алгоритмы функционирования КУ.
- SCADA-системы. Основные понятия. Характеристики SCADA-систем.
- Методы проектирования систем ОДУ в среде SCADA-систем.
- Проектирование ОДУ АТК в среде SCADA-систем.
ОБМЕННЫЙ КУРС ЛЕКЦИЙ «РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»
Кафедра «Автоматизация и робототехника» Омского государственного технического университета, профессор, д. т. н. ХОМЧЕНКО В.Г.
Раздел 1. Основные понятия и классификация роботов и манипуляционных систем
Раздел 2. Основы кинематики и динамики манипуляционных систем роботов с последовательной кинематикой
Раздел 3. Робототехнические комплексы
ОБМЕННЫЙ КУРС ЛЕКЦИЙ “ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ ”.
Лектор: доцент кафедры «Информатика и управление в технических системах» Севастопольского государственного университета, к.т.н., Балабанов А.Н.
Модуль 1. Математические модели мобильных роботов
Тема 1.1. Динамика мобильных роботов
Тема 1.2. Неголономные модели мобильных колёсных роботов в обобщённых скоростях
Тема 1.3. Неголономные модели колёсных роботов в псевдоскоростях
Тема 1.4. Математические модели трицикла
Модуль 2. Проектирование систем управления мобильных роботов
Тема 2.1. Системы управления роботами
Тема 2.2. Проектирование средств робототехники
Тема 2.3. Задачи навигации мобильных роботов
ОБМЕННЫЙ КУРС ЛЕКЦИЙ “АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ И МЕТОДЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ”.
Лектор: заведующий кафедрой «Информатика и управление в технических системах» Севастопольского государственного университета, к.т.н., доцент Кабанов А.А.
Модуль 1. Адаптивные системы управления
Тема 1.1. Основные понятия и подходы к адаптивному управлению (АУ). Классификация АУ.
Тема 1.2. Самонастраивающиеся системы.
Тема 1.3. Самоорганизующиеся системы.
Модуль 2. Методы искусственного интеллекта
Тема 2.1. Базовые понятия искусственного интеллекта
Тема 2.2. Системы управления с нечеткой логикой
Тема 2.3. Экспертные системы
Тема 2.4. Нейронные сети и нейросетевое управление
ОБМЕННЫЙ КУРС «СОВРЕМЕННАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА»
(https://openedu.ru/course/spbstu/MODIEL/).
к.т.н., доцент кафедры «Системы и технологии управления» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Потехин В.В.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Состав и основные требования к программно-аппаратным средствам, структурам и процессам, реализуемые в рамках функционально-логической организации АСУ ТП.
Принципы реализации алгоритмов управления реальными процессами и оборудованием, включая управление в технических системах верхнего уровня.
Базовые компоненты современных систем промышленной электроники.
Подсистемы сбора и обработки информации, датчики и различные средства измерений.
Исполнительные элементы.
Управляющие устройства – промышленные контроллеры.
Каналы сбора, передачи и обработки информации — промышленные сети,
объединяющие отдельные элементы в единый комплекс.
SCADA системы, обеспечивающие взаимодействие человека-оператора с
управляемым оборудованием и позволяющие осуществлять контроль его
функционирования.
ОБМЕННЫЙ СПЕЦАЛИЗИРОВАННЫЙ КУРС «Улучшение характеристик привода постоянной частоты вращения посредством совершенствования входящих в его состав аксиально-поршневых гиромашин»
заведующий кафедрой «Системы приводов, мехатроника и робототехника» Балтийского государственного технического университета «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова, д.т.н., профессор Стажков С.М.
ЛЕКЦИЯ 1. Объемный гидравлический привод: определение, общая характеристика, классификация и его элементная база. Определение объекта, цели и задач исследований.
ЛЕКЦИЯ 2. Характеристики аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском.
ЛЕКЦИЯ 3. Структурный, кинематический и силовой анализ поршневого механизма аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском.
ЛЕКЦИЯ 4. Гидромеханические процессы в кинематических парах аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском в условиях жидкостной смазки
ЛЕКЦИЯ 5. Гидромеханические процессы в кинематических парах ходовой части аксиально-поршневых гидромашин с наклонным диском в условиях полужидкостной и граничной смазки.
ЛЕКЦИЯ 6. Конструктивные особенности, характеристики привода постоянной частоты вращения и пути его схемно-конструктивного совершенствования.
СОВМЕСТНЫЙ МЕЖУНИВЕРСИТЕТСКИЙ КУРС «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»
Модуль 1 «Нечеткие системы управления» (МЭИ, к.т.н., доцент Анисимов Д.Н.)
Модуль 2 «Генетический алгоритм» (КарГТУ, к.т.н., доцент Кочкин А. М.)
Модуль 3 «Программно-аппаратные средства искусственного интеллекта» (БГТУ, доцент Жуков Ю.А.)
Модуль 4 «Интеллектуальные системы управления в промышленности» (СПбПУ, к.т.н., доцент Потехин В.В.)
СОВМЕСТНЫЙ КУРС «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ»
Модуль 1 — «НЕЧЕТКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ» Лектор: Анисимов Д.Н., к.т.н., доцент, НИУ «МЭИ»
Лекция I Основы теории нечетких множеств
Лекция II Нечеткие выводы
Лекция III Динамика нечетких систем управления
Модуль 2 — «ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ» Лектор: Кочкин А.М., к.т.н., доцент, КарГТУ
Лекция I Генетический алгоритм. Основные положнения
Лекция II Генетический алгоритм. Применение ГА в задачах оптимизации
Лекция III Генетический алгоритм. Применение ГА в системах регулирования
Модуль 3 «Программно-аппаратные средства искусственного интеллекта»
БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова, кафедра «Системы приводов, мехатроника и робототехника», доцент Жуков Ю.А.
Лекция 1 Топологии глубоких свёрточных нейронных сетей. Обзор инструментальных средств нейросетевых технологий
Лекция 2 Инструментальные средства искусственного интеллекта: MATLAB Пакет Neural Network Toolbox
Лекция 3 Инструментальные средства искусственного интеллекта: продукты компании Nvidia, фреймворк TensorFlow
Модуль 4 «Интеллектуальные системы управления в промышленности»
СПбПУ, к.т.н., доцент Потехин В.В.
Лекция 1. Интеллектуальные системы управления в промышленности
Лекция 2. Интегрированные интеллектуальные системы управления
Лекция 3. ERP vs MES
СОВМЕСТНЫЙ МЕЖУНИВЕРСИТЕТСКИЙ КУРС «СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ»
Модуль 1 «Применение нечетких алгоритмов в промышленности»
ОмГТУ, доцент Пешко М.С.
Лекция 1. Математические модели параметров микроклимата технологического помещения
Лекция 2. Разработка интеллектуальной системы для решения эвристические задачи без участия человека.
Лекция 3. Исследование системы нечеткого управления параметрами микроклимата технологического процесса
Модуль 2 «Высокоточное ориентирование автономных роботов на местности в сложной помеховой обстановке. Нейросетевые алгоритмы в современном управлении»
БГТУ, доцент, к.т.н. Коротков Е.Б., ст.преп. Жуков Ю.А.
Лекция 1. Введение в современную теорию управления
Лекция 2. Основы искусственного интеллекта
Лекция 3. Искусственные нейронные сети в задачах управления
Модуль 3 «Многосвязные системы управления»
КарГТУ, профессор, д.т.н. Фешин Б.Н.
Лекция 1. Режимы работы горнодобывающих машин как многосвязных объектов управления.
Лекция 2. Математические модели динамических режимов работы электроприводов горнодобывающих машин как многосвязных объектов управления.
Лекция 3. Критерии качества и целевые функции супервизорного оптимального управления автоматизированными электроприводами горнодобывающих машин.
Модуль 4 «Математические модели и оптимальные решения в условиях неполной информации»
МЭИ, профессор, д.т.н. Скибицкий Н.В.
Лекция 1. Понятие модели системы. Моделирование. Классификация моделей.
Лекция 2. Вероятностный (стохастический, статистический) подход к построению статических моделей.
Лекция 3. Интервальная модель описания неопределённости. Понятие интервала. Интервальный анализ. Формы записи границ интервала, области их применения и взаимосвязь.
Модуль 5 «Адаптивные и распределенные СУ промышленными объектами» СПбПУ, доцент, к.т.н. Потехин В.В.
СОВМЕСТНЫЙ КУРС «Адаптивные и распределенные системы управления промышленными объектами»
Кафедра «Системы и технологии управления» Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, доцент, к.т.н. Вячеслав В.П.
Лекция 1 — Адаптивные системы управления в промышленности
Лекция 2 — Распределенные системы управления в промышленности
Лекция 3 — Цифровой двойник технологических процессов