Магистратура
Электроника и системы управления

Электроника и системы управления

КВАЛИФИКАЦИЯ

  • Научно-педагогическое направление - магистр технических наук

МОДЕЛЬ ВЫПУСКНИКА

ON1. Объяснять принципы построения устройств автоматизированных систем управления, с целью определения их функции и характеристики структурных единиц силовых, цифровых устройств и электронных сенсоров;
ON2. Применять методы конструирования нелинейных адаптивных систем и нейросетей для создания интеллектуальных систем управления с использованием механизмов глубокого машинного обучения;
ON3. Проектировать встраиваемые системы с использованием современных цифровых интегральных схем для использования в блоках управления интеллектуальных и мультиагентных систем.
ON4. Использовать современные цифровые системы передачи данных для создания проводных и беспроводных каналов связи с использованием технологии Интернета вещей и сенсорных сетей в автоматизированных системах управления;
ON5. Разрабатывать силовые и электронные функциональные блоки систем управления встраиваемых систем, охарактеризовать их структурные модули, обеспечить бесперебойную коммуникацию между ними для удаленного управления и мониторинга в режиме реального времени с помощью технологии Интернета вещей;
ON6. Анализировать применимость интеллектуальных систем, использующих нейросети и методы машинного обучения для обработки данных, с целью повышения эффективности работы технологического процесса;
ON7. Решать задачи связанные с созданием автоматизированного диспетчерского управления и мониторинга данных от сенсорной системы при помощи современных технологий различных технологий передачи данных, с использованием Интернета вещей;
ON8. Определять ключевые особенности и функциональные характеристики разрабатываемых адаптивных автоматизированных систем управления на основе нейросетей с целью оптимизации технологического процесса;
ON9. Продемонстрировать высокий уровень компетенции при разработке проектной документации, учебно-методических комплексов, определять цели и методы решения аналитических и технических задач в области автоматизированной систем управления;
ON10. Интегрировать умения и навыки проектирования и разработки электронных и силовых устройств для создания аппаратно-программного обеспечения интеллектуальных систем управления;
ON11. Оценивать адаптивные и нелинейные методы, используемые во встраиваемых системах управления, выявлять преимущества и недостатки при работе данных систем с целью усовершенствования существующей системы;
ON12. Демонстрировать гражданскую и мировоззренческую позицию, формулировать проблемы, цели, задачи в теоретической и практической сферах систем управления, работать с иностранной научно-технической литературой, участвовать в международном сотрудничестве в сфере профессиональной деятельности, уметь организовывать работу научно-технического персонала, использовать индивидуальный подход к обучающимся при осуществлении педагогической деятельность в области электроники и системы управления.

Паспорт программы

Название
Электроника и системы управления
Шифр
7M07125
Факультет
Физико-технический

дисциплины

Иностранный язык (профессиональный)
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: сформировать у магистрантов навыки, необходимые для коммуникации в деловой и научной сферах, реализации коммуникативных компетенций, позволяющих вести научно-исследовательскую деятельность в Международной исследовательской группе. Будут изучены: методы устной, письменной и электронной коммуникации; создание продуктивных профессионально значимых текстов на английском языке.

История и философия науки
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: изучение закономерностей и тенденций развития особой деятельности по производству научных знаний, взятых в их исторической динамике и рассмотренных в исторически изменяющемся социокультурном контексте. Курс вводит в проблематику феномена науки как предмета специального философского анализа, формирует знания об истории и теории науки; о закономерностях развития науки и структуре научного знания.

Нелинейные и адаптивные системы управления
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов методам оперативной идентификации параметров и способов адаптивного управления нелинейными системами с неопределенными параметрами. Слабые функции Ляпунова; связь с наблюдаемостью; минимально-фазовые системы и универсальные регуляторы; относительная степень и минимальная фаза; управление функциями Ляпунова; универсальная формула Сонтага; градиентный метод; адаптивные законы с нормализацией; линейная параметризация установки; модель эталонного адаптивного управления; стабильность ввода в состояние; конструкция адаптивного контроллера; устойчивость медленно изменяющихся во времени систем; переключение адаптивного управления.

Оптимальные системы управления
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Сформировать у обучающихся навыки анализа и синтеза систем оптимального управления. Задача оптимального управления и классификации; решение линейных задач оптимального управления; метод множителей Лагранжа; вариационное исчисление и принцип минимума Понтрягина; уравнения Эйлера; принцип оптимальности и динамическое программирование; численные методы решения задачи оптимального управления с использованием прямого и косвенного методов; уравнение Гамильтона Якоби-Беллмана; алгебраическое уравнение Риккати.

Организация и планирование научных исследований
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: Сформировать способность планировать и проводить научное исследование в области филологии на основе знания теоретико-методологических основ организации научно-исследовательской деятельности. Учебный курс формирует научно-исследовательскую культуру будущего специалиста. Дисциплина направлена на изучение методологии проведения научного исследования, современных методик, применяемых в филологии.

Организация и планирование научных исследований (англ.)
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель дисциплины: сформировать способность самостоятельно вести научный поиск, ставить конкретные научные задачи и знать методы и приемы их решения для создания научной работы. Дисциплина изучает: формы и методы планирования, организации и оформления научных статей и диссертации; формы обобщения результатов научных исследований в презентациях, выступлениях, проектах, статьях.

Педагогика высшей школы
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: формирование способности к педагогической деятельности в вузе на основе знаний дидактики высшей школы, теорий воспитания и менеджмента образования, анализа и самооценки преподавательской деятельности. Курс рассматривает проектирование образовательной деятельности будущего преподавателя с применением КТО, реализации Болонского процесса, овладения лекторским, кураторским мастерством с использованием стратегий и методов обучения/воспитания и оценивания (TLA-стратегий).

Проектирование встраиваемых систем управления
  • Количество кредитов - 9
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дать практические знания в области современных встраиваемых систем управления для их дальнейшего проектирования. Архитектура встраиваемых процессоров; трассировка и надежность встраиваемых систем; организация памяти; объектно-ориентированная программирования микроконтроллеров; регистры управления; периферийные модули микропроцессора; обработка прерываний; обработка аналоговых и цифровых сигналов; синхронные и асинхронные интерфейсы обмена данными; оптимизация такта и времени; технологий эмуляции и отладки; защита памяти; операционные системы реального времени; системы в одном кристалле; совместная многозадачность; многопоточность.

Психология управления
  • Количество кредитов - 3
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Цель: сформировать у магистрантов компетенции, необходимые для применения современных психологических подходов научного управления. Будут изучены теоретические основы управленческого взаимодействия, психологические особенности реализации основных управленческих функций, психология субъекта управленческой деятельности, методики психологического исследования в сфере управленческой деятельности и взаимодействия.

Современные методы управления проектами в инженерии
  • Количество кредитов - 6
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов современным принципам управления жизненными циклами инженерных проектов для их успешной реализации. Процесс управления проектом; анализ управления рисками проекта; планирование и контроль проекта; метод критического пути; метод обзора оценки программы; аспекты и приложения CPM и PERT; концепции жизненного цикла проекта; концепция форвардных тарифов и времени окупаемости; планирование и организация рабочих мест; выравнивание ресурсов и ограничение ресурсов; техника графической оценки и обзора; Q-GERT; анализ очереди и теория ограничений.

Цифровые системы управления
  • Количество кредитов - 5
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов основам анализа и проектирования цифровых контроллеров с непрерывным или дискретным временем работы. Системы дискретного времени; математическое моделирование процесса управления; моделирование систем с дискретным временем по импульсной передаточной функции; анализ устойчивости систем с дискретным временем; временной отклик дискретных систем; проектирование систем контроля выборочных данных; модель пространства дискретных состояний; характеристическое уравнение; матрица перехода состояний; управляемость; наблюдаемость и устойчивость моделей пространства дискретных состояний; моделирования обратной связи.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

дисциплины

Cиловые электронные устройства и системы
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дать магистрантам профилирующие знания в области преобразования, контроля и мониторинга электрической энергией при использовании силовых приборов. Силовая электроника; биполярный силовой транзистор; тиристор выключения ворот; полевой транзистор на оксиде металлов и полупроводников; биполярный транзистор с изолированным затвором; трансформатор для цепей импульсного электропитания; выпрямители с несимметричным и ступенчатым регулированием выходного напряжения; преобразователи частоты; автономные и резонансные инверторы; однофазные неуправляемые выпрямители; реверсивные преобразователи; автономные инверторы напряжения.

Автономные системы управления
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Сформировать у обучающихся понимание теоретических концепций автономных систем и практический опыт разработки. Концепция автономных систем; элементы автономных систем управления; методы сбора данных; зондирование; стратегии автоматического управления; моделирования динамических систем с использованием передаточных функций; стабильность и надежность систем управления; отказоустойчивость; управляемость и наблюдаемость систем управления; системы управления роботом; система управления беспилотными летательными аппаратами; программное обеспечение для автономных систем; машинное обучение и нейронные сети; искусственный интеллект.

Глубокие нейронные сети
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов моделям глубокого обучения искусственных нейронных сетей и их практическим применениям. Улучшение и оптимизация процесса обучения нейронных сетей; кросс- энтропийная функция ошибок; переоснащения и регуляризация; проблема исчезающего градиента; нестабильные градиенты в глубоком обучении нейронных сетей; проблемы глубокого обучения; сверточные сети; программирование сверточных нейронных сетей, распознавание речи и изображений; методы глубокого обучение.

Интеллектуальные мультиагентные системы
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов основам мультиагентных систем для оптимизации процесса принятия решения на производственных комплексах. Теория мультиагентных систем; характеристики интеллектуальных агентов; архитектура мультиагентных систем; коллективное поведение агентов; взаимодействие между агентами; моделирование взаимодействие мультиагентных систем; координация агентов в мультиагентных системах; примеры мультиагентных систем; модель аукциона для координации поведения; мультиагентные системы поддержки процесса принятия решений на производстве; проектирование мультиагентных систем; программно-аппаратные средства для проектирования мультиагентных систем; перспективы развития мультиагентных систем.

Интеллектуальные системы обработки данных
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов методам обработки и анализа данных посредством современных интеллектуальных систем. Разновидности интеллектуальных систем; интеллектуальная информационная система; экспертная система; нейросети для обработки данных; сбор и анализ данных; дерево решений; генетический алгоритм; искусственные нейронные сети; сети прямой и обратной связи; сети самоорганизации; процесс получения данных на основе нейронной сети; обработка изображения и видео данных; распознавание, прогнозирование, обработка данных полученные от сенсоров; параллельная обработка прогнозной аналитики.

Компьютерное зрение и распознавание образов
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Формирование знаний о концепциях обработки изображений, компьютерного зрения и их использования для эффективной реализации алгоритмов машинного зрения в области систем управления. Сегментация изображений; манипуляции с изображением; обнаружение признаков; генеративно-состязательные сети; автоэнкодеры; перенос нейронного стиля; трансферное обучение и тонкая настройка; современные архитектуры CNN; обнаружение объектов с помощью YOLO; анализ движения и отслеживание объектов; распознавание лиц; оптическое распознавание символов; создание API компьютерного зрения; обучение и тестирование нейросетевых моделей на GPU; аппаратные ускорители глубоких нейронных сетей.

Методы оптимизации для систем управления
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Сформировать у обучающихся знания и навыки применения методов оптимизации для различных систем управления. Статическая и динамическая оптимизация; алгоритмы безусловной оптимизации; методы одномерного поиска; многомерные алгоритмы; градиентные методы; методы Ньютона; методы сопряженных направлений; квази-Ньютоновский метод; анализ наименьших квадратов; алгоритмы случайного поиска; генетический алгоритм; оптимизация с ограничениями; выпуклая оптимизация; нелинейная оптимизация с ограничениями и ограничениями-равенствами.

Нейросети и методы машинного обучения
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов современным моделям искусственных нейронных сетей и методам машинного обучения. Искусственные нейронные сети; компоненты нейронных сетей; функция распространение и сетевой вход; синхронная и асинхронная активация; обучение с учителем и без учителя; модели обучения; парадигмы обучения сети под наблюдением; однослойный и многослойный персептрон; правила дельта; упругое обратное распространение; адаптация весов; обратное распространения второго порядка; снижение коэффициента веса; радиальные базисные функции; обучение сетей RBF; сети Элмана; сети Хопфилда.

Нейросети и механизмы машинного обучения
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов современным моделям искусственных нейронных сетей и методам машинного обучения. Искусственные нейронные сети; компоненты нейронных сетей; функция распространение и сетевой вход; синхронная и асинхронная активация; обучение с учителем и без учителя; модели обучения; парадигмы обучения сети под наблюдением; однослойный и многослойный персептрон; правила дельта; упругое обратное распространение; адаптация весов; обратное распространения второго порядка; снижение коэффициента веса; радиальные базисные функции; обучение сетей RBF; сети Элмана; сети Хопфилда.

Продвинутые алгоритмы и структуры данных
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Формирование у магистрантов навыков решения сложных задач и создания программных решений высокого уровня. Принципы объектно-ориентированного программирования; сложные классы; иерархии объектов; деревья; графы; хэш-таблицы; эффективное хранение данных; эффективная обработка данных; сложные алгоритмы поиска; алгоритмы сортировки; алгоритмы оптимизации; большие объемы данных; оптимизация кода; разработка программных решений; интеграция компонентов; тестирование; отладка; оценка качества кода.

Промышленный IoT
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов основам проектирования и разработки промышленных систем по технологиям интернета вещей. Различные архитектуры IoT; преимущества и недостатки IoT систем; компоненты системы IoT; датчики, шлюзы, маршрутизаторы, модемы, облачные технологии, серверы и их интеграция; проектирование сетей для IoT; датчики различных типов; особые требования к датчикам IOT; протоколы передачи данных; типы протоколов; облачные платформы AMPQ IoT; облачные сервисы; традиционные веб-технологии и отношения с IoT; требования безопасности и анализ угроз для IoT.

Распределенные системы управления
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дать магистрантам передовые знания и практические навыки автоматизации распределенных систем управления в промышленности. Распределенные вычислительные системы; система SCADA; удаленные оконечные устройства; базовый контроллер; идентификация плат контроллера; дискретное и логическое управления; последовательное и пакетное управления; контроллеры РСУ; отслеживание и инициализация данных в слотах управления; фазово-логическое программирование; фазовый логический интерфейс; функции логического блока в расширенном контроллере; сбалансированные и несбалансированные сети электропередачи; интерфейс EIA-485; протокол MODBUS; протокол HART; взаимодействие FieldBus и DeviceNet.

Сенсоры и сенсорные системы
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Обучить магистрантов проектированию и разработке встраиваемых модулей на основе современных сенсорных систем. Проектирование сенсорных систем; методы измерения и калибровки; интеллектуальные инерционные сенсоры; встроенные магнитные сенсоры Холла; электронные сенсоры физических величин; амплитудные, фазовые, частотные и время импульсные сенсоры; оптимизация конструктивных параметров и интерфейсов сенсоров и сенсорных систем; интеллектуальные сенсоры температуры; прецизионные инструментальные усилители; многоэлектродные емкостные сенсоры; сенсорные системы для визуализации; интеллектуальные акустические сенсоры.

Силовые устройства и системы
  • Тип контроля - [РК1+MT+РК2+Экз] (100)
  • Описание - Дать магистрантам профилирующие знания в области преобразования, контроля и мониторинга электрической энергией при использовании силовых приборов. Силовая электроника; биполярный силовой транзистор; тиристор выключения ворот; полевой транзистор на оксиде металлов и полупроводников; биполярный транзистор с изолированным затвором; трансформатор для цепей импульсного электропитания; выпрямители с несимметричным и ступенчатым регулированием выходного напряжения; преобразователи частоты; автономные и резонансные инверторы; однофазные неуправляемые выпрямители; реверсивные преобразователи; автономные инверторы напряжения.

Приведены данные за 2021-2024 гг.

ПРАКТИКИ

Исследовательская
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Цель практики: приобретение опыта в исследовании актуальной научной проблемы, расширение профессиональных знаний, полученных в процессе обучения, и формирование практических навыков ведения самостоятельной научной работы. Практика направлена на развитие навыков исследования, анализа и применения экономических знаний.

Педагогическая
  • Тип контроля - Защита практики
  • Описание - Формирование практических и учебно-методических навыков проведения лекционных, семинарских занятий, творчески применять в педагогической деятельности научно-теоретические знания, практические навыки, проводить учебные занятия по дисциплинам специальности; владеть современными профессиональными приемами, методами организации обучения; использовать на практике новейшие теоретические, методологические достижения, составлять учебно-методическую документацию, организовывать воспитательную работу со студентами.

Приведены данные за 2021-2024 гг.