Кафедра радіоінженерії

[RE-190] Основи технічної діагностики

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освіти	Перший (бакалаврський)
Галузь знань	-
Спеціальність
Освітня програма	Всі ОП
Статус дисципліни	Вибіркова (Ф-каталог)
Форма здобуття вищої освіти	Очна
Рік підготовки, семестр	Доступно для вибору починаючи з 4-го курсу, весняний семестр
Обсяг дисципліни	3 кред. (Лекц. 18 год, Практ. год, Лаб. 18 год, СРС. год )
Семестровий контроль/контрольні заходи	Екзамен
Розклад занять	https://rozklad.kpi.ua
Мова викладання	Українська
Інформація про керівника курсу / викладачів	Лекц.: Гусєва О. В., Лаб.: Гусєва О. В.,
Розміщення курсу

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

...

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

...

3. Зміст навчальної дисципліни

Назви розділів і тем	Кількість годин
	Всього	у тому числі
	Всього	Лекції	Практичні	Лабораторні	СРС
1	2	3	4	5	6
Розділ 1. Моделювання об'єктів та засобів діагностування
Тема 1. Основні положення та визначення	3	2	-	-	1
Тема 2. Системи технічного діагностування	6	4	-	-	2
Тема 3. Моделювання систем ТД	29	4	10	-	15
МКР	2	-	-	-	2
Усього за розділом	40	10	10	-	20
Розділ 2. Методи обробки даних в технічній діагностиці
Тема 4. Аналіз даних спостережень в часовій області	21	2	6	-	13
РГР	6	-	-	-	6
Тема 5. Автокореляційна функція та спектр	17	6	2	-	9
Усього за розділом	44	8	8	-	28
Екзамен	6				6
Всього за семестр	90	18	18	-	54

4. Навчальні матеріали та ресурси

Основна

1 Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. – М.: Радио и связь, 1988.

2 Технические средства диагностики: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989.

3 Брандт З. Статистические методы анализа наблюдений. М.: Мир, 1975.

4 Шенк Х. Теория инженерного эксперимента. -М.: Мир, 1972.

5 Бокс Дж., Дженкинс Г. Аналіз временных рядов. Прогноз и управление. /Выпуск 1. Пер.с англ. – М.: Мир, 1974. – 408 с

6 Конспект лекцій з дисципліни "Основи технічної діагностики" / Укл. О.В.Гусєва – К.: КПІ, 2007. – 64 с.

7 Методичні рекомендації до самостійної роботи студентів з навчальної дисципліни «Основи технічної діагностики» для підготовки студентів радіотехнічного факультету денної форми навчання:/ Уклад.: О.В. Гусєва ‑ К.: НТУУ "КПІ", 2014. – 26 с.

Додаткова

1 Методы и алгоритмы решения задач оптимизации / Бейко И.В., Бублик Б.Н., Зинько П.Н. – К.: Высшая школа, 1983.

2 Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации и принятия решений: Учебное пособие. – Спб: Изд- во “Лань”, 2001.

3 Чирнов В.Г. Выбор рациональных технических решений. – К.: Техника, 1981.

4 Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального эксперимента. М. Наука, Гл.ред.физ.-мат. лит., 1987.

5 Де Гроот М. Оптимальные статистические решения.- М.: Мир, 1974.

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

№ з/п	Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
1	Розділ 1. Моделювання об'єктів та засобів діагностування Тема 1. Основні положення та визначення Лекція 1. Основні положення та визначення. Технічна діагностика. Основне призначення технічного діагностування (ТД). Стадії виготовлення та експлуатації РЕА. Стани об’єкта діагностування (ОД). Показники якості РЕА. Взаємодія засобу та об’єкту технічного діагностування. Моделювання ОД. Алгоритми діагностування. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 1: [1.2], с.7-13, 39-40, [1.6], с.1-3
2	Тема 2. Системи технічного діагностування Лекція 2. Системи технічного діагностування (ТД). Тестове та функціональне діагностування. Класифікація систем технічного діагностування. Генетика, діагностика, прогностика. Структура системи ТД. Операції процесу діагностування. Похибки діагностування. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 2: [1.2], с.21-24, 146; [1.6], с.1-6
3	Лекція 3. Алгоритм діагностування та інформаційні характеристики ТД. Інформаційні характеристики ТД. Алгоритм діагностування та відтворення якості. Пряма і обернена задачі діагнозу. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 3: [1.2], с.13-17, [1.6], с.6-9
4	Тема 3. Моделювання систем ТД Лекція 4. Класифікація діагностичних моделей. Явна, уявна моделі. Неперервна, дискретна, гібридна, спеціальна моделі. Аналітична, графоаналітична, функціонально-логічна, інформаційна моделі. Аналітичні моделі. Передавальна функція, функція чутливості. Графоаналітичні моделі. Орієнтовані графи. Матриця суміжності. Функціонально-діагностична модель (ФДМ). Правила будування ФДМ. Матриця станів. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 4. [1.2], с.24-38, [1.6], с.10-11, 14, 16 Підготовка до МКР за графоаналітичними моделями.
5	Лекція 5. Моделі процесів зміни стану РС. Матриця станів. Система рівнянь Колмогорова-Чепмена. Траєкторія зміни стану РС. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу лекцією 5 [1.6], с.17-19
6	Розділ 2. Методи обробки даних в технічній діагностиці Тема 4. Аналіз даних спостережень в часовій області Лекція 6. Статистичні моделі. Прогнозування. Передавальні функції. Будування моделей для керування та прогнозування. Статистичні моделі. Стохастичні та детерміновані динамічні математичні моделі. Прогнозування, точність прогнозування. Прогнози з мінімальною середньоквадратичною похибкою. Явні форми прогнозуючих моделей. Прогнозуюча функція. Основні форми представлення прогнозів. Моделі та оцінка передавальних функцій. Проектування дискретних регулюючих систем. Стаціонарні та нестаціонарні моделі. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 6 [1.5], с.15-33, 144-162, [1.6], с.20-32
7	Тема 5. Автокореляційна функція та спектр Лекція 7. Автокореляційні властивості стаціонарних моделей. Коваріація. Спектральні властивості стаціонарних моделей. Автокореляційні властивості стаціонарних моделей. Сумісний розподіл вірогідностей. Коваріація. Стаціонарність лінійних функцій. Стандартні похибки автокореляції. Дисперсійний аналіз. Спектральна щільність та нормований спектр. Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 7. [1.5], с.39-62, [1.6], с.33-42 Виконання РГР.
8	Лекція 8. Непрямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Непрямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Гармонічні методи. Періодограма. Методи диференційних та різничних рівнянь Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 8 [1.6], с. 43-52
9	Лекція 9. Прямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Прямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Загальний метод Рунге-Кьонінга Завдання на СРС: Опрацювання теоретичного матеріалу за лекцією 9 [1.6], с. 53-56

Практичні заняття

ПЗ 1. Аналіз схеми за методом сигнальних графів. Побудова нормалізованого сигнального графу та визначення передачі його дуг. Визначення схемних функцій підсилювача за формулою Мезона

ПЗ 2. Аналіз схеми за методом сигнальних графів. Еквівалентні перетворення нормалізованого сигнального графу.

ПЗ 3. Аналіз схеми методом змінніх стану. формування рівняння змінних стану та вихідного рівняння, подавши схему, як систему з багатьма сторонами.

ПЗ_4. Аналіз схеми методом змінніх стану. формування вихідного рівняння топографічним методом

ПЗ 5. Елементи теорії вірогідності. Випадкові величини.

ПЗ 6. Елементи теорії вірогідності. Розподіл випадкової величині. Величини, які дозволяють краще представити форму розподілу.

ПЗ 7. Статистичні моделі. Модель автокореляції.

ПЗ 8. Статистичні моделі. Модель ковзаючого середнього та автокореляції+ковзаючого середнього.

ПЗ 9. Прямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Прямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах. Загальний метод Рунге-Кьонінга.

6. Самостійна робота студента

Дисципліна ОТД вивчається протягом передостанього або останнього семестру підготовки бакалаврів і складається з прослуховування лекційного курсу, практичних занять, РГР та одної МКР. В результаті студенти повинні засвоїти, що проблеми, яких торкається дисципліна є важливими проблемами сучасної радіотехніки. Для їх розв’язку необхідно застосовувати доволі складні методи математичної статистики. Це потребує постійної уваги до цієї дисципліни протягом семестру.

У зв’язку з вищевказаним дещо підвищені норми підготовки до практичних занять за деякими темами.

Самостійна робота студента передбачається під час підготовки до лекцій,практичних занять та контрольних заходів за нормами, поданими у таблиці

Вид

роботи

Підготовка до

лекції

практичн.

заняття

лаборат.

роботи

МКР

РГР

екзамен

Норма часу (год.)

2...3

Виконання самостійної роботи забезпечується підручниками та навчальними посібниками [1.1–1.6] та методичними рекомендаціями до СРС з дисципліни ОТД [1.7].

Індивідуальні завдання

РГР. Стационарні та нестаціонарні моделі часових рядів

Сформувати модель авторегресії (р) та визначити за методом найменших квадратів порядок моделі (р), яка забезпечує мінімальну похибку.
Розрахувати лінію ковзаючого середнього першого та другого порядку.
Побудувати модель ковзаючого середнього першого порядку (1). За методом найменших квадратів визначити похибку моделі.
Сформувати модель авторегресії – ковзаючого середнього (2,1). За методом найменших квадратів визначити похибку моделі.

Формальне завдання і таблиця варіантів індивідуальних завдань додаються.

РГР розрахована на 6 годин самостійної роботи за умови попереднього відпрацювання теоретичних питань. На виконання та оформлення РГР студентам надається два тижні.

Контрольні роботи

Під час вивчення модулю виконується модульна контрольна робота (МКР), що має на меті перевірку набуття навичок моделювання систем технічного діагностування. Контрольне завдання формулюється наступним чином:

Для заданої структурної схеми пристрою:

побудувати функціонально-діагностичну модель та сформувати за нею таблицю станів.
побудувати діаграму проходження сигналів.
побудувати орієнтований граф відображення
сформувати матрицю суміжності..

Структурна схема пристрою задається індивідуально кожному студенту. МКР виконується протягом однієї полупари на лекційному або практичному занятті.

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Правила відвідування занять (як лекцій, так і практичних/лабораторних)

Відвідування лекційних та практичних занять не є ов'язковими. Матеріали лекцій та практичних занять надаються студентам в електронному вигляді поступово, згідно з календарним планом дисципліни.

Захист індивідуальних завдань

В межах самостійної роботи студенти виконують рограхунково-графічну та модульну контрольну роботи. За результатами перевірки слухачі курсу отримують коментарі від викладача та оцінку. Індивідуальні завдання не перездаються.

Політика дедлайнів та перескладань

У разі пропуску кінцевих термінів здачі РГР, максильний бал за неї зменшується 50 %.

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни (РД) формується як сума балів поточної успішності навчання - стартового рейтингу (РС) та екзаменаційних балів (РЕ):

РД = РС + РЕ.

Розмір стартової шкали РС = 50 балів. Розмір екзаменаційної шкали РЕ = 50 балів.

Система рейтингових балів РС та критерії оцінювання

РС складається з балів, одержаних за виконання таких робіт:

1. Виконання та захист розрахунково-графічної роботи (РГР) - максимальний бал - 30.

2. Виконання модульної контрольної роботи (МКР), що складається з п’яти завдань - максимальний бал - 20.

Умови позитивної проміжної атестації

Для отримання «зараховано» з першої проміжної атестації (8 тиждень) студент має одержати не менше ніж 10 балів.

Для отримання «зараховано» з другої проміжної атестації (14 тиждень) студент має одержати не менше ніж 20 балів.

Умови допуску до екзамену:

1. Виконання РГР. 2. Розв’язання завдань МКР. 3. Набуття не менше ніж 30 балів протягом семестру.

Протягом останнього тижня семестру студентам, що не набрали 30 балів надається можливість підвищення РС шляхом розв’язання додаткових контрольних завдань.

Система рейтингових балів РЕ та критерії оцінювання

На екзамені виконується письмова контрольна робота. Кожне завдання містить два теоретичних питання та одну розрахункову задачу. Перелік теоретичних питань та розрахункових задач наведено в інформаційному пакеті з навчальної дисципліни. Кожне теоретичне питання оцінюється у 15 балів, розрахункова задача – 20 балів.

Система рейтингової оцінки успішності доводиться до відома студентів на першій лекції семестру. Хід одержання рейтингових балів повідомляється студенту викладачем, що виконує рейтингову оцінку успішності.

Студенти, що набрали протягом семетру 25...44 бали можуть отримати екзаменаційну оцінку «добре» (75...84 бали) або «дуже добре» (85...94) бали «автоматом». Інші студенти повинні здавати екзамен.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою

Кількість балів	Оцінка
100-95	Відмінно
94-85	Дуже добре
84-75	Добре
74-65	Задовільно
64-60	Достатньо
Менше 60	Незадовільно
Не виконані умови допуску	Не допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Перелік питань, які виносяться на семестровий контроль

Теоретичні питання

Основне призначення технічного діагностування.
Технічний стан об’єкту (ТСО) експлуатації.
Класифікація систем ТД: за ступенем охвату; за характером взаємодії; за засобами, що використовуються; за ступенем автоматизації.
Структура системи ТД.
Генезис, діагноз, прогноз.
Операції процесу діагностування.
Помилки діагностування.
Інформаційні характеристики ТД..
Пряма і зворотна задачі діагнозу.
Поле станів. Матриця станів системи.
Сукупність вихідних сигналів.
Цільова функція управління.
Класифікація діагностичних моделей.
Явна, уявна моделі.
Безперервна, дискретна, гібридна, спеціальна моделі.
Аналітична, графоаналітична, функціонально-логічна, інформаційна моделі.
Правила будування Функціонально-діагностичної моделі.
Аналітичні діагностичні моделі.
Графоаналітичні діагностичні моделі.
Моделі процесів зміни стану РС
Передавальна функція, функція чутливості.
Орієнтовані графи.
Матриця суміжності.
Матриця станів.
Система рівнянь Колмогорова-Чепмена.
Траєкторія зміни стану РС.
Статистичні моделі. Стохастичні та детерміновані динамічні математичні моделі
Прогнозування, точність прогнозування. Оцінка передавальних функцій.
Проектування дискретних регулюючих систем.
Стаціонарні та нестаціонарні моделі.
Автокореляційні властивості стаціонарних моделей.
Спектральні властивості стаціонарних моделей.
Сумісний розподіл вірогідностей.
Коваріація. Стаціонарність лінійних функцій.
Дисперсійний аналіз часових рядів. Спектральна щільність та нормований спектр.
Непрямі та прямі методи виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах.
Виявлення прихованих періодичних в часових рядах гармонічними методами.
Періодограма.
Виявлення прихованих періодичних та аномальних явищ в часових рядах методами диференційних та віднімальних рівнянь.
Загальний метод Рунге-Кьонінга.

РОЗРАХУНКОВІ ЗАДАЧІ

1-10. Для заданої структурної схеми побудувати функціонально-діагностичну модель, за якою сформувати матрицю станів

11-20. Для заданої структурної схеми побудувати орієнтований граф відображення, за яким сформувати матрицю суміжності

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Усі заняття проводяться на базі радіотехнічного факультету

Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Гусєва О. В.;
Ухвалено кафедрою РІ (протокол № від )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № ______ від ______)