Системная инженерия в АУЭС

Описание образовательной программы 6B07123 Системная инженерия в АУЭС

Целью образовательной программы «системная инженерия» является гарантирование высококачественной подготовки высококвалифицированных и конкурентоспособных специалистов, которые будут готовы к профессиональной деятельности в области телекоммуникаций, мультимедийных технологий и возобновляемой энергетики.

Язык обучения: русский, казахский.
Срок обучения: 4 года.
Двудипломная ОП: Вуз-партнёр Университет Прикладных Наук Анхальта, Германия

Вузовские компоненты — обязательная общеобразовательная дисциплина.

• Модуль вузовского компонента ООД (Основы этики и антикоррупционной культуры, экология и безопасность жизнедеятельности). Учебный курс, позволяющий помочь студенту получить знания о государственных мерах противодействия коррупции, дает возможность понимания сущности современных мировоззренческих проблем, их источников и теоретических вариантов решения, а также принципов и идеалов, определяющих цели, средства и характер деятельности людей. Изучает воздействие технологических процессов на состояние окружающей среды, виды и источники загрязнений, способы и методы очистки, категорирование экологической опасности производства и санитарно-защитных зон, а также параметры и характеристики чрезвычайных ситуаций различного характера, прогнозирование их последствий, методику определения количества и структуры потерь.

Вузовские компоненты — перечень базовых учебных дисциплин для освоения образовательной программы.

1. Вероятность и статистика. Курс предназначен для обучения студентов статистическим методам и построению моделей с применением различных тестов: T-тест, F-тесты, S-подпись и т. Д. Основные понятия теории вероятностей и соответствующие правила также вводятся и поясняются на примерах.
2. Дискретные структуры. Курс дискретных структур охватывает следующие темы: множества, функции, отношения, логики высказываний, подсчет, методы доказательства. Булевы алгебры и соответствующие модели, такие как логические элементы и схемы.
3. Дифференциальное и интегральное исчисление I. Курс дает знания и навыки работы с пределами и непрерывными функциями; вводит студента в дифференциальное и интегральное исчисление функций одной переменной, как использовать аппарат производных для исследования свойств функций, а также применений производной и интеграла для решения практических задач.
4. Дифференциальное и интегральное исчисление II. Курс предоставляет знания и навыки использования основ последовательностей и рядов;дифференциального и интегрального исчисления многих переменных и их применений в задачах оптимизации и естественных науках.
5. Дифференциальные уравнения. Курс предназначен изучение базовых понятий теории дифференциальных уравнений и освоение основных приемов решения практических задач по темам дисциплины.
6. Иностранный язык 3. Основным содержанием дисциплины является отработка основных коммуникативных умений и навыков, необходимых для успешного ведения профессиональной деятельности, связанной с поиском, обработкой и передачей технической информации на иностранном языке.
7. Линейная алгебра. Цель курса дать элементарное ведение в основные темы линейной алгебры: матричное исчисление систем линейных уравнений, векторные пространства и линейные отображения, собственные значения и вектора и т.д.
8. Математический анализ комплексного переменного. Курс включает знание основных понятий теории функции комплексного переменного, таких как: комплексные числа, функции комплексного переменного, аналитические функции, ряды аналитических функций, теория вычетов, преобразование Лапласа и операционное исчисление.
9. Основы информационно-измерительных технологий. Приобретаются знания по проведению и оценке измерений, обработке измерительных сигналов. Знакомятся с современными принципами построения измерительной техники, измерительно-информационных систем и комплексов, Овладевают знаниями по неопределенностям в измерении. Используемое по данной дисциплине ПО – это LabVIEW 8.5, EWB, стенды Degem System, стенд «Современные средства измерений».
10. Основы научного исследования и академическое письмо. Дисциплина представляет собой комплекс теоретического материала и практических примеров, необходимых для освоения принципов и способов представления данных в академическом письме. Уделено особое внимание на алгоритм действий для написания научных статей и научно-исследовательских работ. Отрабатываются такие навыки, как постановка целей и задач, описание методик исследования, описание статистической информации, графиков и диаграмм, формулирование выводов исследования, реферирование научной литературы, оформление ссылок на источники и другие.
11. Основы электроники. Предусматривает знакомство студентов с основными типами современных элементов электронной техники, студенты изучают основные виды полупроводниковых приборов, их особенности, характеристики, схемы включения. Кроме того, происходит знакомство с основными понятиями микроэлектроники, особенностью изготовления и параметрами пассивных и активных элементов интегральных микросхем. Изучаются также и базовые устройства аналоговой и цифровой электроники.
12. Подготовка к тестам. Содержание курса нацелено на развитие компетенции студентов, необходимых для прохождения стандартизованных тестов на английском языке. Курс включает основные стратегии развития навыков аудирования и чтения в объеме международных требований, изучения грамматики, расширения словарного запаса, совершенствования навыков письма.
13. Теоретические основы электротехники 1. Изучается свойства и методы расчёта линейных электрических цепей при постоянных токах и напряжениях; методика расчёта электрических цепей однофазного синусоидального тока в комплексной форме; схемы соединения и расчёт симметричных и несимметричных режимов трёхфазных цепей со статической нагрузкой. Закрепление полученных знаний происходит на лабораторных занятиях на универсальных лабораторных стендах УИЛС. Используются программные продукты Mathcad, Electronics Workbench.
14. Теоретические основы электротехники 2. Цель дисциплины — изучение переходных процессов в линейных электрических цепях, теории четырехполюсников и электрических фильтров, цепей с распределенными параметрами. Задачи дисциплины – подготовить студентов на основе знаний качественных и количественных сторон установившихся и переходных процессов, происходящих в различных электротехнических установках
15. Теория автоматического управления. 1. Моделирование и анализ: описание динамических систем во временной, образной и частотной областях; 2. расчет откликов системы; 3. свойства динамических систем; 3. линеаризация нелинейных дифференциальных уравнений; 4. связывание моделей линейных систем; идентификация динамических систем требования к критериям устойчивости управления, свойства замкнутого контура управления, проектирование регуляторов: стандартные регуляторы и структуры контуров управления; 6. проектирование регуляторов с правилами настройки; 7. проектирование компенсаторов и регуляторов в частотной области; 8. использование численных инструментов для моделирования, анализа и проектирования контуров управления.
16. Физика 1. Основы молекулярно-кинетической теории, тепловые процессы в газах, термодинамические обратимые и необратимые процессы, квантовые статистики и их применение. Основное уравнение состояния идеального газа, изопроцессы, три начала термодинамики, тепловые двигатели и их эффективность.
17. Физика 2. Курс знакомит студентов с основными свойствами волн и колебаний, законами оптики, основными свойствами квантовой механики и ядерной физики.
18. Экономика отрасли, предпринимательство, лидерство и инновации. Освоение концепции современной экономики, перехода экономики Казахстана на принципиально новую траекторию развития. Организация предпринимательской деятельности по производству и реализации востребованной конкурентоспособной продукции. Изучение основных теорий мотивации, лидерства для решения управленческих задач. Владение современными технологиями управления персоналом. Изучение основных моделей инновационного развития, методов реализации инноваций; взаимосвязей инновационной активности и конкурентоспособного развития предприятий.
19. Элементы и схемотехника аналоговых и цифровых устройств. является изучение элементной базы, принципов работы, методов расчета и проектирования электронных устройств, характеристики и свойства основных полупроводниковых приборов, усилителей с ОЭ и ОК, основные параметры операционного усилителя, линейные и нелинейные схемы на основе операционных усилителей, гираторы, генераторы гармонических и релаксационных колебаний, компенсационные стабилизаторы напряжения, активные фильтры, основные цифровые схемы.

Компоненты по выбору – перечень базовых учебных дисциплин, которые можно выбрать самостоятельно.

1. Машинное обучение. Курс предоставляет введение в машинное обучение. Темы включают: (i) обучение с учителем: параметрические / непараметрические алгоритмы, метод опорных векторов, ядра, нейронные сети. (ii) обучение без учителя: кластеризация, уменьшение размерности, рекомендательные системы, глубокое обучение. (iii) Лучшие практики в машинном обучении (теория смещения / отклонения; инновационный процесс в машинном обучении и ИИ.
2. Основы моделирования электронных схем в Lab VIEW. Изучаются основы написания программ на языке «G» в среде графи-чесого программирования LabVIEW. Лабо-раторные работы посвящены изучению основных элементов и структур, входящих в состав виртуального прибора, разработке алгоритмов анализа данных и специализированных интер-фейсов пользователя.
3. Основы робототехники и мехатроники. Изучение дисциплины состоят в изучении основ теории электромеханических преобразователей электрической энергии; физических процессов, конструкции и исполнения электромеханических преобразователей, основ теории, конструкции и исполнения электрических машин; рабочих свойств, характеристик и эксплуатационных качеств электромеханических преобразователей
4. Профессионально-ориентированный иностранный язык 1. Дисциплина «Профессионально-ориентированный иностранный язык» нацелена на развитие речевых навыков устного и письменного общения на иностранном языке, чтения и перевода текстов по специальности, продуцирования монологических высказываний с соблюдением правил речевого этикета. В результате смогут продемонстрировать знание словообразовательных моделей, контекстуальных значений многозначных слов, терминов, лексических конструкций, а также грамматики и синтаксиса технического языка.
5. Профессионально-ориентированный иностранный язык 2. Дисциплина «Профессионально-ориентированный иностранный язык» нацелена на развитие речевых навыков устного и письменного общения на иностранном языке, чтения и перевода текстов по специальности, продуцирования монологических высказываний с соблюдением правил речевого этикета. В результате смогут продемонстрировать знание словообразовательных моделей, контекстуальных значений многозначных слов, терминов, лексических конструкций, а также грамматики и синтаксиса технического языка.
6. Технология программирования. Технологией программирования называют совокупность методов и средств, используемых в процессе разработки программного обеспечения. Представляет собой набор технологических инструкций, включающих: – указание последовательности выполнения технологических операций; – перечисление условий, при которых выполняется та или иная операция; – описания самих операций, где для каждой операции определены исходные данные, результаты, а также инструкции, нормативы, стандарты, критерии и методы оценки и т.п.

Вузовские компоненты

1. Датчики и преобразователи. Целью данного курса является освоение принципов построения, особенностей применения и организация основных схем включения датчиков неэлектрических величин. Основными задачами изучения дисциплины являются получение практических навыков работы со средствами измерений, постановке и проведению измерительного эксперимента, обработке и представлению его результатов
2. Микропроцессорные системы управления и контроля. Изучаются архитектура, технические характеристики, функциональные возможности и режимы работы микрокон-троллеров серии AVR. Лабораторные работы посвящены разработке программ управления реле, дисплеем, шаговым двигателем, светодидами и прошивке памяти микроконтроллера платы Arduino. Результатом обучения является создание студентом цифрового термометра, манометра, пульсометра, свеотофора, умного дома и т.д
3. Промышленные контроллеры. обзор современных программных и аппаратных продуктов промышленных контроллеров; основы программирование систем нижнего уровня: логические задачи управления, таймерные функции, функции счета, арифметических операций, выбор конфигурации и проектирование промышленного контроллера.
4. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. 1. Основы логических функций 2. Числа и кодирование 3. Вычисления с помощью логических функций 4. Минимизация логических функций 5. Типичные комбинаторные логические функции 6. Систематическое проектирование и анализ комбинаторных схем 7. Последовательные схемы (триггеры) 8. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

Компоненты по выбору

1. Компьютерные сети. 1.Основы (сетевые структуры / топологии сетей; «семейство Интернет-протоколов»; сервисы и сервисные примитивы; сообщения и объекты связи; протоколы) 2. канальный уровень (МАС-подслои; методы доступа к сети; Ethernet) 3. сетевой уровень (задачи уровня IP; структура адресов IPv4 + IPv6, подсети, распределение адреса, автономные системы и супер сети; вспомогательные протоколы IPv4+Ipv6; пересылка и маршрутизация), 4. транспортный уровень (передача данных без соединений/ — ориентированная передача данных, направленная через UDP или TCP; API сокета; 5. принцип клиент/сервер; пространство имен DNS и зона; принцип разрешения имен; особенности DNS с IPv6) 6. опционально: TCP; API сокетов; принцип клиент/сервер), разрешение имен в Интернете (пространство имен и зона DNS; принцип разрешения имен; особенности DNS с IPv6), 7. опционально: активные компоненты в локальной сети (элементы соединения сегментов (повторитель, концентратор, мост, коммутатор); маршрутизатор. 8. практический курс (темы: использование сетевых команд, нейтральных для ОС, сетевой сниффинг, маршрутизация).
2. Надежность радиоэлектронной аппаратуры. Основные методы оценки надежности аппаратно-программных комплексов, практические методы обеспечения и повышения надежности, методы оценки надежности невосстанавливаемых и восстанавливаемых резервируемых систем с учетом характеристик программного и информационного обеспечения.
3. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Перспективы использования различных видов энергоресурсов для производства электрической и тепловой энергии, современные тенденции развития энергетики мира, проектно-конструкторская и производственно-технологическая деятельность в области современных технологий производства энергии на основе возобновляемых источников энергии. Разработка проектных решений ВИЭ: геотермальная, солнечная, ветровая, энергия биомассы, энергия морских волн, приливов и океана, гидроэнергия больших и малых водотоков.
4. Основы проектирования встроенных систем. Встраиваемая система является цифровой системой с одним или несколькими процессорами, которые реализуют ее аппаратные функции. Процессоры встраиваемой системы называются встраиваемыми процессорами. Встраиваемые системы облегчают проектирование цифровых систем, давая разработчикам возможность использовать программы на языках С или C++ для описания и проектирования сложных аппаратных функций. Программа на языке высокого уровня заменяет детальное проектирование аппаратуры, которое обычно осуществлялось написанием синтезируемого HDL-кода или использованием аппаратных библиотечных компонент. Отметим, что проектирование встраиваемой системы, определенной выше, не сильно отличается от проектирования микроконтроллеров. Встраиваемые процессоры используются для реализации аппаратуры точно таким же образом, как микроконтроллеры. Главное отличие заключается в том, что встраиваемые системы предоставляют больше гибкости и могут реализовывать более сложные заказные проекты. Отдельные аппаратные компоненты (части) встраиваемой системы также могут реализовываться на встраиваемых процессорах. Методология проектирования встраиваемых систем предоставляет собой методы высокоуровневого проектирования для объединения частей системы, реализуемых на встраиваемом процессоре. Для того чтобы было возможным получить пользу от гибкости и преимуществ высокоуровневого проектирования, предоставляемых встраиваемыми системами, должна быть изучена новая методология проектирования аппаратуры. Эта методология включает использование аппаратуры и программного обеспечения в одном и том же интегрированном проектном окружении (интегрированном пакете). В данной главе особое внимание уделяется элементам встраиваемого проектирования. Мы обсудим методологию проектирования встраиваемых систем, роль программного обеспечения, роль языков описания аппаратуры (Hardware Description Languages — HDLs), объединение аппаратных и программных частей, а также средства и интегрированные программные пакеты, которые доступны для проектирования встраиваемых систем.
5. Основы проектирования СЭС и БЭК. В дисциплине изучаются тепловые схемы солнечных электростанций и их расчет, миниТЭЦ на основе биотоплива, тепловой расчет станционных теплообменников, топливное хозяйство миниТЭС, формируются навыки определения энергетических показателей СЭС и миниТЭЦ , разработки тепловых схем, основ проектирования СЭС и выбора основного оборудования
6. Паровые турбины солнечных энергетических станции. В курсе систематизировано изложены: основные понятия и определения солнечной энергетики; особенности информационного обеспечения гелиоэнергетических расчетов при работе солнечных энергетических установок в большой и локальной энергосистемах, а также на автономного потребителя; основные технические схемы и энергетические характеристики современных типов солнечных энергетических установок; особенности расчетов технических и экономических ресурсов солнечной энергетики.
7. Построение беспроводных сетей. Изучение и практическое освоение основ построения и применения беспроводных сетей и систем на их основе. Использование методов построения и применения беспроводных сетей для создания локальных сетей Wi-Fi
8. Проектирование цифровых схем. Целями освоения дисциплины «Проектирование цифровых схем» являются формирование у студентов знаний о методах проектирования цифровых компонентов интегральных схем, цифровых схемах современных и перспективных изделий электроники, вычислительной технике, микро- и наноэлектронике, назначении, принципах работы, методах и средствах проектирования сложных цифровых схем. электронные компоненты и схемы для электронных устройств и систем с учетом установленных требований; навыки разработки методик и проведения исследований и измерений параметров и характеристик электронных изделий, анализа их результатов.
9. Процессы и аппараты производства углеводородов. В дисциплине изучаются основы процессов перегонки и ректификации, выпаривания, сушки и кристаллизации; физико-химические и термодинамические основы процессов разделения смесей; ректификационные и дистилляционные установки; схемы трансформации тепла в холодильных и теплонасосных установках; хладагенты и хладоносители; области применения и методы получения низких температур; холодильные и криогенные установки; выпарные установки; разделение газовых смесей; воздухоразделительные, сорбционные, сушильные установки. Отдельная глава посвящена использованию ферментеров в схеме биотехнологического производства
10. Теплоэнергетические системы и энергоиспользование. Структура энергетики страны. Характеристика энергоносителей. Системы производства и потребления тепловой и электрической энергии. Энергоиспользование в промышленном и теплотехнологическом производстве. Процессы и аппараты теплотехнологии. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий.
11. Технологии цифровой связи. Изучение принципов построения систем передачи и обработки цифровых сигналов; аппаратных и программных методов повышения помехоустойчивости и скорости передачи цифровых систем связи; методов повышения эффективного использования каналов связи. Формировать умения производить расчеты функциональных узлов средств связи; анализировать влияние внешних факторов на работоспособность оборудования. Лабораторные работы выполняются с помощью прикладных программ «MatLab», «SystemView».
12. Централизованные и автономные системы энергоснабжения микрогенерации. Назначение централизованных и автономных систем энергоснабжения. Схемы энергоснабжения промышленных предприятий. Режимы регулирования. Автономные системы энергоснабжения.ТНУ. Использование вторичных энергоресурсов и нетрадиционных источников энергии
13. Цифровая обработка сигналов. 1. Дискретные сигналы (дискретизация, восстановление) 2. LTI системы (характеристика, классификация) 3. Корреляция и свертка 4. Преобразования Фурье и оконные функции 5. Z-преобразование и P/N диаграмма 6. Цифровые фильтры (свойства, проектирование).
14. Электрические машины. 1. Общие принципы работы электрических машин: преобразование энергии, магнитная цепь; 2. машины постоянного тока: Конструкция и компоненты, поле воздушного зазора, вращающий момент, коммутация, обозначения соединений; 3. двигатель постоянного тока с шунтовой обмоткой: схема и характеристики, точки скорости, пуск, торможение; 4. двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой: схема и характеристики, точки скорости, пуск. 5. Трансформатор: конструкция, идеальный трансформатор, реальный трансформатор, эквивалентные схемы и стрелочные диаграммы, холостой ход, короткое замыкание и нагрузка, КПД, трехфазный трансформатор, векторная группа, малогабаритные трансформаторы и трансформаторы приборов, автотрансформатор; 6. трехфазная асинхронная машина: Конструкция, вращающееся поле, индукция напряжения, вращающий момент, уравнение Клосса, характеристические кривые, точки скорости, пуск, место тока статора; 7. трехфазная синхронная машина: конструкция, поведение полнополюсной машины в сети, эквивалентная схема, векторная диаграмма, возбуждение, пуск, синхронизация. 8. Типы, конструкции и специальные конструктивные особенности электрических машин малой мощности.
15. Электронные средства телекоммуникаций. Электронные средства телекоммуникаций-это фундаментальная подготовка в области электронной техники и ее элементной базы, физических основ проектирования и производства средств связи, компьютерных методов анализа и проектирования устройств передачи информации, функциональных узлов и систем передачи данных.
16. Электротехническое материаловедение. Изучение физических явлений в электротехнических материалах при нахождении их в электромагнитном поле. Анализ и оценка состояния и свойств электротехнических материалов электрических машин и коммутационных аппаратов при воздействии на них различных эксплуатационных факторов. Область применения электротехнических материалов в электроэнергетике.