Об утверждении и введении в действие федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 221000 Мехатроника и робототехника (квалификация (степень) "бакалавр") (с изменениями на 31 мая 2011 года) (утратил силу с 03.05.2015 на основании приказа Минобрнауки России от 12.03.2015 N 206)

Код УЦ ООП

Учебные циклы и проектируемые результаты их освоения

Трудоем-
кость (Зачетные единицы)

Перечень дисциплин для разработки примерных программ, учебников и учебных пособий

Коды форми-
руемых компе-
тенций

________________

Трудоемкость циклов Б.1, Б.2, Б.3 и разделов Б.4, Б.5 включает все виды текущей и промежуточной аттестаций.

Б.1

Гуманитарный и социально-экономический цикл

36-43
19-22

Философия
История
Иностранный язык

ОК-1-4

Базовая часть

В результате изучения базовой части цикла студент должен:

знать основные разделы и направления философии, методы и приемы философского анализа проблем;

лексический минимум в объеме 4000 учебных лексических единиц общего и терминологического характера (для иностранного языка);

основные закономерности исторического процесса, этапы исторического развития России, место и роль России в истории человечества и в современном мире;

уметь анализировать и оценивать социальную информацию;

планировать и осуществлять свою деятельность с учетом результатов этого анализа;

владеть иностранным языком в объеме, необходимом для возможности получения информации из зарубежных источников;

навыками письменного аргументирования собственной точки зрения;

навыками публичной речи, аргументации, ведения дискуссии и полемики, практического анализа логики различного рода рассуждений;

навыками критического восприятия информации

Вариативная часть знания, умения, навыки определяются ООП вуза

Б.2

Математический и естественно-научный цикл

Базовая часть

63-76
28-34

Математика Информатика
Физика
Химия

ПК-1
ПК-2
ОК-5
ОК-6
ОК-9

В результате изучения базовой части цикла студент должен:

знать аналитическую геометрию, многомерную евклидову геометрию;

линейную алгебру;

основные понятия и методы математического анализа, последовательности и ряды;

элементы теории функций и функционального анализа;

дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения;

численные методы:

погрешности вычислений, численные методы линейной алгебры, интерполирование и приближение функций, численное решение нелинейных уравнений и систем, численное интегрирование и дифференцирование, численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений;

основные сведения о дискретных структурах, используемых в персональных компьютерах, основные алгоритмы типовых численных методов решения математических задач, один из языков программирования, структуру локальных и глобальных компьютерных сетей;

физические основы механики:

понятие состояния в классической механике, уравнения движения, законы сохранения, инерциальные и неинерциальные системы отсчета, кинематику и динамику твердого тела, жидкостей и газов, основы релятивистской механики;

физику колебаний и волн:

гармонический осциллятор, свободные и вынужденные колебания, интерференцию и дифракцию волн;

молекулярную физику и термодинамику:

три начала термодинамики, термодинамические функции состояния, классическую и квантовую статистику, кинетические явления, порядок и беспорядок в природе;

электричество и магнетизм:

электростатику и магнитостатику в вакууме и веществе, электрический ток, уравнение непрерывности, уравнения Максвелла, электромагнитное поле, принцип относительности в электродинамике;

оптику:

отражение и преломление света, оптическое изображение, волновую оптику, принцип голографии, квантовую оптику, тепловое излучение, фотоны;

атомную и ядерную физику:

корпускулярно-волновой дуализм в микромире, принцип неопределенности, квантовые уравнения движения, строение атома, магнетизм микрочастиц, молекулярные спектры, электроны в кристаллах, атомное ядро, радиоактивность, элементарные частицы;

современную физическую картину мира:

иерархию структур материи, эволюцию Вселенной, физическую картину мира как философскую категорию, физический практикум;

химические системы:

растворы, дисперсные системы, электрохимические системы, катализаторы и каталитические системы, полимеры и олигомеры;

химическую термодинамику и кинетику:

энергетику химических процессов, химическое и фазовое равновесие, скорость реакции и методы ее регулирования;

реакционную способность веществ:

химию и периодическую систему элементов, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ, химическую связь;

химический практикум;

уметь использовать математические методы в технических приложениях;

работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать внешние носители информации для обмена данными между машинами, создавать резервные копии, архивы данных и программ, использовать языки и

системы программирования для решения профессиональных задач, работать с программными средствами общего назначения;

выделять конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности;

решать типовые задачи по основным разделам курса, используя методы математического анализа, использовать физические законы при анализе и решении проблем профессиональной деятельности;

использовать методы и средства химического исследования веществ и их превращений;

владеть элементами функционального анализа;

численными методами решения систем дифференциальных и алгебраических уравнений, методами аналитической геометрии;

методами поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных сетях, техническими и программными средствами защиты информации при работе с компьютерными системами, включая приемы антивирусной защиты;

методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента;

навыками выполнения основных химических лабораторных операций, методами определения рН растворов и определения концентраций в растворах, методами синтеза неорганических и простейших органических соединений

Вариативная часть знания, умения, навыки определяются ООП вуза

35-42

Б.3

Профессиональный цикл

Базовая (общепрофессиональная)

96-106
48-54

Инженерная и компьютерная
графика

ОК-10
ПК-1
ПК-2

часть

знать конструкторскую документацию:

оформление чертежей, элементы геометрии деталей, изображение проекции деталей, сборочный чертеж изделий;

компьютерную графику, представление видеоинформации и ее машинную генерацию, графические языки;

современные стандарты компьютерной графики;

Безопасность и жизнедеятельность

Основы мехатроники и робототехники

Электротехника

Электронные устройства мехатронных и робототехнических систем

Теория автоматического управления

Детали мехатронных модулей, роботов и их конструирование

ПК-3
ПК-4
ПК-5

графические диалоговые системы, применение интерактивных графических систем;

Микропроцессорная техника в мехатронике и робототехнике

Программное обеспечение

основные экологические понятия: биосфера и человек, структура биосферы, экосистемы, взаимоотношения организма и среды, экология и здоровье человека;

глобальные проблемы окружающей среды;

экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы;

основы экономики природопользования;

экозащитную технику и технологии;

основы экологического права, профессиональную ответственность;

мехатронных и робототехнических систем

Электрические и гидравлические приводы мехатронных и робототехнических устройств

международное сотрудничество в области окружающей среды;

области применения мехатронных и робототехнических систем, концепции их построения;

определения и терминологию в мехатронике и робототехнике;

законы теории электрических цепей;

расчет переходных процессов;

анализ установившегося режима;

явление резонанса;

частотные характеристики цепей;

решение функциональных уравнений нелинейных электрических цепей;

трехфазные цепи;

теорию четырехполюсников;

трансформаторы;

магнитные цепи;

электродвигатели, типовые датчики обратной связи, статические и динамические характеристики силовых агрегатов принципы построения электроприводов;

параметры и характеристики полупроводниковых приборов;

усилительные каскады переменного и постоянного тока;

частотные и переходные характеристики;

обратные связи в усилительных устройствах;

операционные усилители;

активные фильтры;

компараторы;

аналоговые ключи;

вторичные источники питания;

источники эталонного напряжения и тока;

свойства и сравнительные характеристики основных интегральных элементов;

методы и средства автоматизации схемотехнического моделирования и проектирования электронных схем;

основы конструирования радиоэлектронной аппаратуры включая разработку печатных плат;

государственные стандарты:

виды и типы электронных схем, правила выполнения электрических схем, буквенно-цифровые обозначения в электрических схемах;

условные графические обозначения:

машины электрические, катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы и магнитные усилители, электрохимические источники тока, элементы цифровой техники, электрические связи, провода, кабели и шины, устройства телемеханики, устройства коммутационные;

цифровые устройства электронной техники:

основы цифровой и импульсной техники;

импульсное и цифровое представление информации;

системы счисления;

цифровые логические элементы в интегральном исполнении;

понятие комбинационных логических устройств и их разновидности;

разновидности триггеров в интегральном исполнении;

понятие последовательностных устройств и их разновидности;

устройства сопряжения с объектом для цифровых систему цифроаналоговые (ЦАП) и аналого-цифровые (АЦП) преобразователи;

принципы построения ЦАП и АЦП, их основные параметры и характеристики; элементы схемотехники интегральных ЦАП и АЦП;

методы построения математических моделей САУ;

передаточные функции и частотные характеристики САУ, W-преобразование;

анализ устойчивости и точности САУ;

синтез корректирующих устройств;

основы метода пространства состояний:

управляемость и наблюдаемость;

модальное управление;

синтез наблюдающих устройств полного и неполного порядка;

математические модели нелинейных САУ;

метод фазового пространства;

типы состояний равновесия, особые траектории, скользящие режимы;

анализ устойчивости нелинейных САУ (метод Ляпунова, метод Лурье, частотный критерий Попова);

метод гармонической линеаризации;

алгебраические и частотные методы определения параметров и устойчивость периодических решений;

классификацию механизмов, узлов и деталей мехатронных модулей и роботов, основы их проектирования и стадии разработки;

преобразователи движения:

реечный, зубчатый, волновой, планетарный, цевочный, винт-гайка;

люфтовыбирающие механизмы, тормозные устройства;

кинематическую точность механизмов, их надежность;

архитектуру и интерфейс микропроцессоров;

микропроцессорный комплект;

способы, методы и циклы обмена, виды адресации;

систему команд;

микроконтроллеры;

модульные микропроцессорные системы;

устройство сопряжения с объектом управления;

процессы, состояния процессов, события, диспетчеры и мониторы;

непосредственное, последовательное и параллельное программирование;

каналы, маршруты и пакеты в локальных сетях, физический и канальный уровни;

методики разработки принципиальных схем аппаратных средств;

разработку и отладку программных средства микропроцессорных систем, реализующих алгоритмы управления;

основные типы приводов, используемых в робототехнике и мехатронике, обобщенную функциональную схему привода робота и мехатронного модуля;

электрические приводы с двигателями постоянного тока (ДПТ):

типы и конструкция ДПТ, приводы постоянного тока с управляемыми тиристорными преобразователями;

основные схемы и режимы работы силовых тиристорных каскадов, динамические характеристики ДПТ;

приводы на базе асинхронных двигателей (АД): принцип работы и основные конструктивные разновидности АД, механические характеристики АД, особенности двух- и трехфазных АД, режимы

работы и пуск АД, управление АД, управление трехфазным АД, частотно-токовое управление с автономным инвертором, частотно-токовое управление;

исполнительные механизмы микроперемещений на основе пьезокерамики:

принцип действия, статические характеристики, исполнительные механизмы микроперемещений на основе пьезокерамики, динамические характеристики, структурное представление;

электрические приводы с синхронными двигателями (СД):

физические основы работы, области применения, синхронные двигатели с постоянными магнитами, принцип работы, статические и динамические характеристики;

шаговые двигатели (ШД):

принцип работы, статические и динамические характеристики, схемы построения коммутаторов, требования к элементам привода на базе ШД;

бесконтактные двигатели постоянного тока (БДПТ):

принципы работы, схемы управления, датчик положения ротора и требования к нему, основные элементы и требования к ним, статические и динамические характеристики БДПТ;

приводы на базе электромагнитных муфт (ЭММ):

типы и конструкции электромагнитных муфт, статические характеристики, динамические характеристики, структурное представление приводов на базе ЭММ;

основы машиностроительной гидравлики для изучения гидравлических приводов и их элементов;

рабочие жидкости, их основные свойства и характеристики;

основные законы гидродинамики;

классификацию гидромашин, динамическую жесткость гидродвигателей;

обозначение элементов гидроприводов по ЕСКД;

насосные гидростанции, схемы, принцип действия;

общие сведения о гидравлических усилителях мощности, их классификацию;

схемы, элементы конструкции и принцип действия;

статические характеристики:

обобщенные, расходные, силовые;

понятие о коэффициентах усиления по давлению и расходу, их значение и связь с конструктивными параметрами гидроусилителей, их передаточные функции;

гидравлические приводы с дроссельным управлением, определение, общую структуру и принципиальные схемы;

методы коррекции динамических свойств гидропривода с помощью обратных связей по давлению, по динамическому давлению, по расходу; техническую реализацию этих связей;

гидроприводы с объемным управлением, определение, схему и принцип действия;

скоростные и механические характеристики гидропривода;

вывод передаточной функции привода;

уметь строить аксонометрические проекции деталей, выполнять эскизы деталей машин, сборочные чертежи изделий, реализовывать аппаратно-программные модули графических систем;

прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности с точки зрения биосферных процессов;

выбирать необходимые типы мехатронных и робототехнических систем, определять для них способы и системы управления;

проводить расчеты переходных процессов электрических цепей, решать функциональные уравнения нелинейных электрических цепей;

составлять схемы замещения полупроводниковых приборов и усилительных каскадов;

проводить анализ и разработку структурных и принципиальных схем современных электронных устройств;

выполнять расчеты электронных схем, включая средства автоматизированного проектирования;

проводить исследования электронных схем с использованием средств схемотехнического моделирования;

обосновывать технические требования к электронным устройствам на базе общего технического задания;

составлять математические модели линейных САУ;

выполнять анализ и синтез линейных САУ частотными методами и методами пространства состояний;

проводить исследование САУ методами математического и натурного моделирования;

составлять математические модели нелинейных САУ;

строить фазовые портреты нелинейных САУ; выполнять анализ устойчивости САУ;

применять метод гармонической линеаризации для исследования автоколебаний и вынужденных колебаний;

конструировать механизмы, узлы и детали мехатронных модулей и роботов;

производить расчеты передач на прочность;

рассчитывать и выбирать подшипники скольжения и качения, а также различные муфты;

вести анализ и разработку структурных и принципиальных схем аппаратных средств микропроцессорных систем;

разрабатывать и отлаживать программные средства микропроцессорных систем, реализующие алгоритмы управления;

 уметь создавать экспериментальные и макетные образцы;

применять стандартные программы САПР для проектирования микропроцессорных систем;

обосновывать технические требования к микропроцессорным системам по общему техническому заданию;

выбирать различные типы приводов для конкретных робототехнических и мехатронных систем (гидравлические, электрические и т.д.), применять микропроцессорные управляющие устройства в приводах роботов;

владеть приемами графики при разработке новых и модернизации существующих конструкций;

методами экономической оценки ущерба от деятельности предприятия, методами выбора рационального способа снижения воздействия на окружающую среду;

способностью оценивать различные мехатронные и робототехнические системы на пригодность решения конкретной задачи;

законами электротехники при решении различных инженерных задач;

навыками работы с основными электронными измерительными приборами:

аналоговым и цифровым осциллографами, генератором сигналов, фазометром, вольтметром, мультиметром;

методиками расчета и экспериментального определения

параметров электронных устройств, синтезом логических схем;

инженерными приемами конструирования электронной аппаратуры, в том числе проектирования печатных плат;

программными средствами автоматизированного проектирования печатных плат типа РСАD 200Х, схемотехнического моделирования электронных схем типа МСАР 8.0 и выше;

математическим аппаратом теории непрерывных и дискретных САУ, методами анализа устойчивости и точности непрерывных и дискретных САУ;

методами синтеза САУ на основе частотных методов и методов пространства состояний;

методами конструирования новых мехатронных и робототехнических систем, оценивать при лабораторных и натурных испытаниях результаты аналитического конструирования;

навыками применения микропроцессоров в приводах мехатронных и робототехнических систем, микропроцессорной обработки данных в информационных системах;

теоретическими и экспериментальными методами исследования приводов робототехнических и мехатронных систем

Вариативная часть знания, умения, навыки определяются ООП вуза

ПК-1
ПК-2
ПК-3
ПК-4
ПК-5

Б.4

Физическая культура

2 (400 часов)

ОК-11

Б.5

Учебная и производственная практики Практические умения и навыки определяются ООП вуза

11-14

ПК-1
ПК-2
ПК-3
ПК-4
ПК-5

Б.6

Итоговая государственная аттестация

14-16

Общая трудоемкость основной образовательной программы

240