Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100. 68 «Информатика и вычислительная техника»

Скачать 219.32 Kb.

Название	Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100. 68 «Информатика и вычислительная техника»
Дата публикации	19.11.2014
Размер	219.32 Kb.
Тип	Программа дисциплины

100-bal.ru > Информатика > Программа дисциплины

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет «Прикладной математики и кибернетики»

Кафедра «Кибернетики»

Программа дисциплины «Лазерная гироскопия»

для специальности 230100.68 «Информатика и вычислительная техника»

Автор программы:

Соловьева Т.И., к.т.н., momentmail@mail.ru

Одобрена на заседании кафедры «Кибернетики» «04» 09. 2012 г., протокол №8

Зав. кафедрой В.Н.Афанасьев

Москва, 2012

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности 230100.68 «Информатика и вычислительная техника», обучающихся по специализации «Интеллектуальные лазерные навигационые системы», изучающих дисциплину «Лазерная гироскопия» разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 230100.68 – «Информатика и вычислительная техника».

Программа «Лазерная гироскопия» разработана для студентов магистерской программы «Интеллектуальные лазерные навигационные системы». Она также соответствует тематике научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре студентами, аспирантами и преподавателями кафедры.

2Цели освоения дисциплины

Цели дисциплины – обеспечить овладение студентами теоретическими знаниями о лазерных гироскопах и практическими навыками по их исследованиям и испытаниям, подготовить специалистов, понимающих возможности лазерных гироскопов, особенности их применения и умеющих самостоятельно выбрать необходимый для решаемой задачи тип лазерного гироскопа, выбрать схему управления лазерным гироскопом и применить его в навигационной системе.

3Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать принципы измерения углов и угловых скоростей с помощью лазерных гироскопов, возможности их применения в системах управления и навигации движущихся объектов, особенности лазерных гироскопов, модель погрешностей лазерных гироскопов и методы коррекции погрешностей, электронику обеспечения функционирования лазерных гироскопов, конструкцию лазерных гироскопов
Уметь использовать готовые прикладные программы для расчета параметров лазерного гироскопа
Иметь навыки проведения измерений для определения параметров лазерного гироскопа

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция	Код по ФГОС/ НИУ	Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)	Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
Владеет общими сведениями о современных лазерных гироскопах. Владеет информацией по рынку лазерных систем навигации и управления. Знает функциональные схемы лазерных гироскопов и принципы работы. Может произвести расчет режимов работы лазерного гироскопа.	ПК-37	Студент может обосновать перспективность лазерных систем навигации и управления вследствие широкого спроса на них на мировом рынке и дорогостоящих контрактов на их закупки. Студент способен сформулировать требования к конкретному лазерному гироскопу. Демонстрирует навыки построения функциональной схемы и проведения расчетов основных режимов.	Лекционный курс Практические занятия: решение задач. Выполнение контрольной работы. Экзамен.
Знает принципы построения электронных блоков лазерного гироскопа. Может произвести расчет типовых устройств.	ПК-38	Студент способен сформулировать требования к конкретному электронному блоку. Демонстрирует навыки построения функциональной схемы и проведения расчетов основных режимов.	Лекционный курс Практические занятия: решение задач. Выполнение контрольной работы. Экзамен.

4Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина относится к циклу специальных дисциплин, обеспечивающих подготовку магистров специальности 230100.68 «Информатика и вычислительная техника». Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

- квантовая механика;

- оптика;

- лазерная физика;

- электроника.

Основные положения дисциплины должны быть использованы при написании курсовых работ и квалификационной работы.

5Тематический план учебной дисциплины

5.1Разделы дисциплины и виды занятий

№	Название раздела	Всего часов	Аудиторные часы			Самостоятельная работа
№	Название раздела	Всего часов	Лекции	Семинары	Практические занятия	Самостоятельная работа
1	Введение в предмет. Принцип действия световых датчиков угловой скорости. Обзор рынка систем навигации и управления на основе оптических датчиков угловой скорости.	2	2
2	Датчики угловой скорости на основе пассивных интерферометров и лазерных кольцевых резонаторов	10	6	4
3	Основы теории лазерных гироскопов. Функциональная схема и конструкция лазерных гироскопов	14	8	6
4	Электронные блоки лазерных гироскопов	12	10	2
5	Параметры лазерных гироскопов и методы их измерения, алгоритмическая коррекция погрешностей	8	4	4
6	Применения лазерных гироскопов	4	2	2

6Формы контроля знаний студентов

Тип контроля	Форма контроля
	Форма контроля	1	2
	Контрольная работа		*
Итоговый	Экзамен		*	Устный экзамен

6.1Критерии оценки знаний, навыков

Порядок формирования оценок по дисциплине
Преподаватель оценивает работу студентов на лекционных и практических занятиях по следующей формуле:

О_{аудиторная}= 0,7· О_сам +0,3·О_{активность}, где О_{активность} преподаватель оценивает по активности студентов в дискуссиях, в ответах на вопросы. Оценка показателя активности определяется по совокупности данных за весь период обучения по данной учебной дисциплине.

О_сам оценивается по выполнению самостоятельной работы в форме решения задач на практических занятиях.

Результирующая оценка за текущий контроль учитывает результаты студента по текущему контролю следующим образом:

О_{текущий} = 0, 3· О_к.р.+ 0,7· О_экз,где О_к._р – оценка за контрольную работу, О_экз- оценка на экзамене.

В диплом ставится результирующая оценка за итоговый контроль по учебной дисциплине.

7Содержание дисциплины

7.1Содержание разделов дисциплины

Цели и задачи курса. Что такое гироскоп и датчик угловой скорости. Световые датчики угловой скорости. История создания лазерных гироскопов. Обзор рынка оптических датчиков угловой скорости.
Пассивные оптические датчики угловой скорости. Интерферометр Саньяка. Пассивные резонаторы и их применение для измерения угловой скорости и угла поворота. Волоконные оптические гироскопы (ВОГ).Устройство ВОГ. Модель погрешностей ВОГ. ВОГ с открытым контуром и с фазовым модулятором. Элементы конструкции ВОГ. Особенности применения ВОГ.
Основы теории лазерных гироскопов. Модель погрешностей лазерных гироскопов. Способы выведения лазерных гироскопов из области захвата. Особенности погрешностей лазерных гироскопов для различных видов частотных подставок. Функциональная схема лазерного гироскопа. Элементы конструкции лазерных гироскопов.
Основные требования к электронным блокам. Фотоусилитель. Цифровой реверсивный детектор. Система регулировки периметра. Блок частотной подставки. Блок поджига. Вторичные источники питания. Конструкция современных моделей лазерных гироскопов с вибрационной подставкой и реверсивным вращением. Конструкция лазерных гироскопов нового поколения с Зеемановской подставкой и с подставкой на основе эффекта Фарадея.
Испытания и калибровка лазерных гироскопов. Определение констант и погрешностей тепловой модели. Определение масштабного коэффициента и матрицы ориентации Испытания ЛГ на устойчивость к механическим ударам и вибрациям. Испытания лазерных гироскопов на устойчивость и прочность к ионизирующим излучениям.
Применение ЛГ в БИНС. Лазерные гирокомпасы. Гониометры.

7.2Понедельный план проведения занятий лекционных и практических

7.2.1 Понедельный план проведения занятий лекционных

Неделя	Вид занятий	Тема	Контрольные точки
	лекция	Введение. Цели и задачи курса. Что такое гироскоп и датчик угловой скорости. Световые датчики угловой скорости. История создания лазерных гироскопов. Обзор рынка оптических датчиков угловой скорости.
	лекция	Пассивные оптические датчики угловой скорости. Интерферометр Саньяка. Пассивные резонаторы и их применение для измерения угловой скорости и угла поворота.
	лекция	Волоконные оптические гироскопы (ВОГ). Устройство ВОГ. Модель погрешностей ВОГ. ВОГ с открытым контуром и с фазовым модулятором.
	лекция	Элементы конструкции ВОГ. Особенности применения ВОГ.
	лекция	Основы теории лазерных гироскопов.
	лекция	Модель погрешностей лазерных гироскопов.
	лекция	Способы выведения лазерных гироскопов из области захвата. Особенности погрешностей лазерных гироскопов для различных видов частотных подставок.
	лекция	Функциональная схема лазерного гироскопа. Элементы конструкции лазерных гироскопов.
	лекция	Основные требования к электронным блокам.
	лекция	Фотоусилитель. Цифровой реверсивный детектор. Система регулировки периметра. Блок частотной подставки.
	лекция	Блок поджига. Вторичные источники питания.
	лекция	Конструкция современных моделей лазерных гироскопов с вибрационной подставкой и реверсивным вращением.
	лекция	Конструкция лазерных гироскопов нового поколения с Зеемановской подставкой и с подставкой на основе эффекта Фарадея.
	лекция	Испытания и калибровка лазерных гироскопов Определение констант и погрешностей тепловой модели. Определение масштабного коэффициента и матрицы ориентации.
	лекция	Испытания ЛГ на устойчивость к механическим ударам и вибрациям. Испытания лазерных гироскопов на устойчивость и прочность к ионизирующим излучениям.
	лекция	Применение ЛГ в БИНС. Лазерные гирокомпасы. Гониометры.

7.2.2 Понедельный план проведения занятий практических

Неделя	Вид занятий	Тема	Контрольные точки
1	семинар	Расчет интерферометра Саньяка для измерения угловой скорости вращения Земли (2 ч).
3	семинар	Расчет ВОГ с открытым контуром и с фазовым модулятором для измерения различных угловых скоростей (2 ч).
5	семинар	Расчет масштабного коэффициента лазерного гироскопа (2 ч).
7	семинар	Расчет системы частотной подставки лазерного гироскопа (2 ч).
9	семинар	Расчет динамического дрейфа зеемановского лазерного гироскопа при переключении мод (2 ч).
11	семинар	Расчет точности гирокомпаса на лазерном гироскопе (2 ч).
13	семинар	Определение погрешности измерения масштабного коэффициента и углов матрицы ориентации лазерного гироскопа (2 ч).
15	семинар	Определение погрешности дрейфа ЛГ с периодической частотной подставкой (2 ч).

8Образовательные технологии

При реализации лекционных занятий используются интерактивные технологии, при реализации практических занятий по отдельным темам используются активные и интерактивные формы проведения занятий – демонстрация макетов приборов, разбор практических примеров, презентации.

9Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

9.1Тематика заданий текущего контроля

Задания для контрольной работы:

Расчет интерферометра Саньяка для измерения угловой скорости вращения Земли.
Расчет волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром и с фазовым модулятором для измерения различных угловых скоростей.
Расчет масштабного коэффициента лазерного гироскопа.
Расчет системы частотной подставки лазерного гироскопа.
Расчет отклонения масштабного коэффициента.
Расчет точности гирокомпаса на лазерном гироскопе.
Определение погрешности измерения масштабного коэффициента и углов матрицы ориентации лазерного гироскопа.
Определение погрешности дрейфа ЛГ с периодической частотной подставкой.

9.2Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Вопросы к экзамену по курсу.

Что такое гироскоп и датчик угловой скорости.
Световые датчики угловой скорости.
Интерферометр Саньяка. Пассивные резонаторы и их применение для измерения угловой скорости и угла поворота.
Устройство волоконных гироскопов. Модель погрешностей ВОГ.
ВОГ с открытым контуром и с фазовым модулятором.
Устройство лазерных гироскопов.
Модель погрешностей лазерных гироскопов.
Способы выведения ЛГ из области захвата. Особенности погрешностей ЛГ для различных видов частотных подставок.
Элементы конструкции ЛГ.
Функциональная схема ЛГ. Основные требования к электронным блокам.
Фотоусилитель. Цифровой реверсивный детектор.
Система регулировки периметра.
Блок частотной подставки.
Блок поджига. Вторичные источники питания.
ЛГ с вибрационной подставкой.
ЛГ с Зеемановской подставкой.
ЛГ с подставкой на основе эффекта Фарадея.
Определение констант и погрешностей тепловой модели.
Определение масштабного коэффициента и матрицы ориентации.
Испытания ЛГ на устойчивость к механическим ударам и вибрациям.
Устойчивость и прочность к ионизирующим излучениям.
Применение ЛГ в БИНС.
Лазерные гирокомпасы.
Гониометры.

9.3Примеры заданий промежуточного /итогового контроля

Решение учебных задач по прилагаемому перечню.

1.Расчет интерферометра Саньяка для измерения угловой скорости вращения Земли.

2.Расчет волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром и с фазовым модулятором для измерения различных угловых скоростей.

3.Расчет масштабного коэффициента лазерного гироскопа.

4.Расчет системы частотной подставки лазерного гироскопа.

5.Расчет отклонения масштабного коэффициента.

6.Расчет точности гирокомпаса на лазерном гироскопе.

7.Определение погрешности измерения масштабного коэффициента и углов матрицы

ориентации лазерного гироскопа.

8.Определение погрешности дрейфа ЛГ с периодической частотной подставкой.

10Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

10.1Базовый учебник

Ф. Ароновиц. Лазерный гироскоп. В кн. Применение лазеров./ Под ред. Тычинского В.П. М.: Мир, 1974.

10.2Основная литература

Привалов В.Е. Газоразрядные лазеры в измерительных комплексах. Л.: Судостроение, 1989.
Волновые и флуктуационные процессы в лазерах. / Под. Ред. Климантовича Ю.Л. М.: Наука, 1974.
Серегин В.В., Кукуев Р.М. Лазерные гирометры и их применение. М.: Машиностроение, 1990.
Волоконно-оптические датчики./ Под ред. Э. Удда. М.: Техносфера, 2008.

10.3Программные средства

Не используются.

11Материально-техническое обеспечение дисциплины

Используются макеты лазерных систем и приборов для объяснения принципа их работы.

Приложение

Методические рекомендации по формированию оценок по дисциплине

Данные методические рекомендации составлены на основании Положения об организации контроля знаний, утвержденного УС НИУ ВШЭ от 24.06.2011, протокол №26.

Структура оценки по дисциплине согласно положению об организации контроля знаний:

Таблица 1. Формирование оценки по дисциплине: если дисциплина читается 1 этап (модуль)

Элемент оценки	Накопленная оценка				Итоговая оценка за экзамен/ зачет	Результирующая оценка за дисциплину (Выставляется в диплом)
	Текущий контроль		Аудиторная работа (Лекции, практические занятия, семинарские занятия)	Самостоятельная внеаудиторная работа студентов
Действия преподавателя	1	Выставление оценки в 10-балльной системе по каждой форме текущего контроля (эссе, контрольная работа, домашнее задание, реферат, коллоквиум)	Выставление оценки О_ауд по 10-балльной шкале за аудиторную работу студента. ВАЖНО: в НИУ ВШЭ в рамках аудиторной работы не оценивается посещение лекций, семинарских занятий и практических занятий, а только работа студента. (Оценка выставляется только при решении преподавателя оценивать данный вид деятельности студента)	Выставление оценки О_{сам.работа} по 10-балльной шкале за аудиторную работу студента. (Оценка выставляется только при решении преподавателя оценивать данный вид деятельности студента)	Выставление оценки за итоговый контроль (зачет/экзамен) в 10 балльной системе	1	Определение весов q₁ и q₂(ВНИМАНИЕ, Сумма удельных весов должна быть равна единице: ∑q_i = 1, при этом, 0,2 ≤ q_i≤ 0,8)
	2	Определение весов n_i (ВНИМАНИЕ, сумма n_i =1)
						2	О_{результ}= q₁·О_{итог.контроль} + q₂·О_{накопленная}
	3	Расчет оценки за текущий контроль О_{текущий} = n₁·О_эссе + n₂·О_к/р + n₃·О_реф + n₄·О_кол + n₅·О_дз
	Определение весов k₁ k₂ k₃ (ВНИМАНИЕ, сумма k_i =1, в случае, если преподаватель не учитывает аудиторную и самостоятельную внеаудиторную работу студентов, то k₂и k₃равны 0 (нулю), а k₁=1).
	Расчет накопленной оценки *О_{накопленная}= k₁ О_{текущий} + k₂* О_ауд + k₃* О_{сам.работа}**
Что получается в результате	О_{накопленная*}				О_{итог.контроль}	О_{результирующая*}

Формирование оценки по дисциплине, если она читается несколько этапов (модулей) поясним на примере дисциплины читаемой 3 этапа (таблица 2).

Таблица 2.Формирование оценки по дисциплине: если дисциплина читается несколько этапов (модулей)

Промежуточная оценка
за 1 этап

Промежуточная оценка
за 2 этап

Накопленная оценка 3 (за 3 тап)

Итоговая оценка
за экзамен/ зачет

Результирующая оценка
за дисциплину

(Выставляется
в диплом)

Элемент оценки

Накопленная
оценка 1

Оценка за экзамен/ зачет

(по окончанию этапа 1) (ВАЖНО!
Не является блокирующей)

Накопленная
оценка2

Оценка за экзамен/ зачет

(по окончанию этапа 2)

(ВАЖНО!
Не является блокирующей)

Текущий контроль

Аудиторная работа

Самостоятельная внеаудиторная работа студентов

Текущий контроль

Аудиторная работа

Самостоятельная внеаудиторная работа студентов

Текущий контроль

Аудиторная
работа

Самостоятельная внеаудиторная работа студентов

Действия
преподавателя

действия преподавателя в рамках каждого этапа соответствуют действию преподавателя
по формированию оценки,
если дисциплина читается один этап (модуль) (таблица 1)

действия
преподавателя
(таблица 1)

Выставление оценки за итоговый контроль (зачет/экзамен) в 10 балльной системе

Определение весов q₁ и q₂(ВНИМАНИЕ, Сумма удельных весов должна быть равна единице: ∑q_i = 1, при этом, 0,2 ≤ q_i≤ 0,8)

О_{результ итог}=

q₁·О_{итог.контроль} +

q₂·О_{накопленная}

Результат

этап

О_{промежуточная 1}*

О_{промежуточная 2}*

О_{накопленная 3}*

О_{итог.контроль}

О_{результирующая Итог}*

ИТОГ

О_{накопленная Итоговая}= (О_{промежут 1}+ О_{промежут 2}+ О_{накопленная 3}):кол-во модулей

Среднее арифметическое от суммы оценок.

* способ округления оценки должен быть указан в программе учебной дисциплины

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа дисциплины «Системы управления, ориентации и навигации»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности...		Программа дисциплины «Навигационные системы» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности...
	Программа разработана в соответствии с: Федеральному Государственному... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для направления 230100. 68...		Программа дисциплины «философия» по направлениям подготовки 230100... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, ассистентов и студентов направлений 230100 «Информатика и...
	Программа дисциплины «Социальная философия» по направлениям подготовки... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, ассистентов и студентов направлений 230100 «Информатика и...		Рабочая программа дисциплины экономика направление подготовки: 230100.... Программа предназначена для бакалавров по направлениям 230100. 62 информатика и вычислительная техника; все неэкономические направления,...
	Рабочая программа дисциплины системы и сети пакетной коммутации (сспк)... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Системы и сети пакетной коммутации» студентам заочной сокращенной формы...		Рабочая программа учебной дисциплины Основы алгоритмизации и программирования... Фгос нпо, входящей в состав укрупненной группы профессий 230000 Информатика и вычислительная техника, по направлению подготовки 230100...
	Учебной дисциплины Фгос) по профессии начального профессионального образования (далее нпо), входящей в состав укрупненной группы профессий 230000 Информатика...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Для направления 230100 «Информатика и вычислительная техника» специальности 230100. 68 «Системы автоматизированного проектирования»...
	Рабочая программа дисциплины объектно-ориентированное программирование... Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата по Профессиональному циклу по направлению...		Программа дисциплины «Методы планирования производственных процессов»... Программа дисциплины «Методы планирования производственных процессов» для направления 230100 – «Информатика и вычислительная техника»...
	Рабочая программа по курсу сдм. 03 (специальные дисциплины) образовательной... Сдм. 03 (специальные дисциплины) образовательной программы подготовки магистра по направлению 230100 — Информатика и вычислительная...		Программа дисциплины «Моделирование компьютерных сетей и телекоммуникационных... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Программа дисциплины «Конструкторско-технологическое обеспечение... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Программа дисциплины «История России» для направления 230100. 62... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, и студентов направления подготовки «Информатика и вычислительная...

Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100. 68 «Информатика и вычислительная техника»

1Область применения и нормативные ссылки

2Цели освоения дисциплины

3Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

4Место дисциплины в структуре образовательной программы

5Тематический план учебной дисциплины

5.1Разделы дисциплины и виды занятий

6Формы контроля знаний студентов

6.1Критерии оценки знаний, навыков

7Содержание дисциплины

7.1Содержание разделов дисциплины

7.2Понедельный план проведения занятий лекционных и практических

Неделя

Неделя

8Образовательные технологии

9Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

9.1Тематика заданий текущего контроля

9.2Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

9.3Примеры заданий промежуточного /итогового контроля

10Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

10.1Базовый учебник

10.2Основная литература

10.3Программные средства

11Материально-техническое обеспечение дисциплины

Похожие:

Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100. 68 «Информатика и вычислительная техника»