Course info

О курсе

Основной целью курса "Методы и теория оптимизации" является знакомство студентов с некоторыми важными инструментами такого активно развивающегося в настоящее время направления в теории управления как оптимальные системы. Курс предназначен для магистрантов, обучающихся в рамках направления 15.04.06 "Мехатроника и робототехника"  по образовательной программе «Управление робототехническими комплексами и мехатронными системами» и изучается во втором семестре первого года обучения.

В курсе рассматриваются общие теоретические принципы и методы  решения оптимизационных задач в различных научных и технических приложениях,  алгоритмы принятия оптимальных решений и построения оптимальных систем управления техническими объектами. Приобретается опыт исследования систем управления методами математического и компьютерного моделирования.

Особое внимание уделяется методам и алгоритмам, активно используемым в мехатронных и робототехнических устройствах.

В процессе изучения курса достигаются следующие результаты:

• Владение методами разработки и исследования оптимальных систем управления  роботов и мехатронных устройств.
• Умение использовать  аналитические, имитационные и экспериментальные инструменты при проектировании мехатронных и робототехнических систем.
• Знание принципов построения и основных схем систем оптимальных систем управления динамическими объектами.
• Владение программными инструментами анализа и синтеза оптимальных систем управления для мехатронных и робототехнических объектов.

Компетенции, формируемые в курсе, помогут в разработке систем управления динамическими объектами с применением принципов  оптимального управления, в освоении  методик проведения экспериментов на действующих макетах и образцах мехатронных и робототехнических систем и их подсистем, в обработке результатов экспериментов с применением современных информационных технологий и технических средств.

15.04.06 – Мехатроника и робототехника/ Управление робототехническими комплексами и мехатронными системами.

Раздел 1. Введение в оптимизацию.
Изучение базовых понятий по теории оптимизации. 
Раздел 2. Безусловная оптимизация функции одной переменной.
Изучение базовых методов поиска экстремума функции одной переменной.
Раздел 3. Безусловная оптимизация функции нескольких переменных.
Изучение базовых методов поиска экстремума функции нескольких переменных.
Раздел 4. Методы условной оптимизации
Изучение различных методов линейного программирования, в том числе графического и симплекс-метода.
Раздел 5. Основы вариационного исчисления.
Изучение основных понятий и концепции вариационного исчисления. Функционал. Минимизация и максимизация функции.
Раздел 6. Основы динамического программирования
Изучение методов динамического программирования на практике. Принцип оптимальности.  Рассмотрение примеров применения динамического программирования на практике.

Продолжительность курса – 1 семестр
Трудоемкость освоения курса – 108 часов
Трудоемкость курса – 3 з.е.
Форма контроля - экзамен

Воронин Александр Васильевич, к.т.н., доцент, доцент отделения автоматизации и робототехники ИШИТР.