Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  РТ 

 

 

 

«   04   »       06       2019 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Математические методы в радиотехнических расчетах     

 




Направление подготовки

11.03.01 Радиотехника

Профиль подготовки

Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

2

108 / 3  

16  

 

32  

1,6  

0,25  

49,85  

58,15  

Зач.  

Итого

108 / 3  

16  

 

32  

1,6  

0,25  

49,85  

58,15  

 

 

Муром, 2019 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Ознакомить студентов с математическим аппаратом и методами, используемыми в дисциплинах радиотехнического профиля. Подготовить будущего специалиста к активному и творческому использованию математического аппарата при решении практических и теоретических задач радиотехники и связи, как в процессе обучения, так и последующей инженерной, либо исследовательской деятельности.

Задачи дисциплины: показать взаимосвязь инженерных задач и математического аппарата; проиллюстрировать приложения математического аппарата к решению конкретных радиотехнических задач; продемонстрировать на конкретных примерах решения прикладных задач от технической постановки и математической интерпретации до получения конкретных результатов; освоить конкретные приемы и методы решения типовых задач; рассмотреть примеры плодотворности применения обобщенных подходов и методов решения частных прикладных задач; освоить пакет для инженерных и научных исследований MathCAD при решении радио-технических задач.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.О.29))

Дисциплина "Математические методы в радиотехнических расчетах" базируется на знаниях, полученных студентами в области математических и естественно-научных дисциплин, в большей степени математики и информатики. Углубление и расширение вопросов, изложенных в данном курсе, будет осуществляться во время работы студентов над дисциплинами: "Численные методы", "Дискретная математика", "Основы теории цепей", "Электродинамика и распространение радиоволн", "Статистическая теория радиотехнических систем" и другие.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1 Способен использовать положения, законы и методы естественных наук и математики для решения задач инженерной деятельности.

 

Результатом освоения дисциплины является достижение следующих индикаторов:

знать фундаментальные законы природы и основные математические законы.

уметь применять математические методы для решения задач теоретического и прикладного характера.

владеть навыками использования математических программ при решении практических задач.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Задачи математического анализа радиоустройств

2

4

8

4

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

2

Математические преобразования и графическое отображение функциональных зависимостей

2

4

8

0

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

3

Анализ систем уравнений

2

4

8

12

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

4

Спектральный анализ

2

2

4

18

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

5

Численные методы

2

2

4

24,15

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

Всего за  семестр

108

16

32

58,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

108

16

32

58,15

1,6

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Задачи математического анализа радиоустройств

Лекция 1.

Классификация радиотехнических устройств и задачи, решаемые в радиотехнике. Среда Mathcad (2 часа).

Лекция 2.

Комплексные величины. Работа с комплексными величинами в среде Mathcad (2 часа).

Раздел 2. Математические преобразования и графическое отображение функциональных зависимостей

Лекция 3.

Преобразование математических выражений (2 часа).

Лекция 4.

Исследование функций и построение графиков (2 часа).

Раздел 3. Анализ систем уравнений

Лекция 5.

Основы матричного анализа (2 часа).

Лекция 6.

Системы линейных уравнений (2 часа).

Раздел 4. Спектральный анализ

Лекция 7.

Преобразование Фурье (2 часа).

Раздел 5. Численные методы

Лекция 8.

Численное дифференцирование и интегрирование (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 2

Раздел 1. Задачи математического анализа радиоустройств

Лабораторная 1.

Основные сведения о среде Mathcad. Простейшие вычисления в Mathcad (4 часа).

Лабораторная 2.

Методы задания функций в Mathcad. Работа с комплексными числами (4 часа).

Раздел 2. Математические преобразования и графическое отображение функциональных зависимостей

Лабораторная 3.

Символьные преобразования в MathCAD (4 часа).

Лабораторная 4.

Исследование функций и построение графиков (4 часа).

Раздел 3. Анализ систем уравнений

Лабораторная 5.

Операции над матрицами. Решение систем алгебраических уравнений (4 часа).

Лабораторная 6.

Решение систем линейных уравнений (4 часа).

Раздел 4. Спектральный анализ

Лабораторная 7.

Ряд и интеграл Фурье (4 часа).

Раздел 5. Численные методы

Лабораторная 8.

Численное дифференцирование и интегрирование. Аппроксимация и обработка наблюдений (4 часа).

 

Жиганов С.Н., Фабричный С.Ю., Харчук С.М. Математические методы в радиотехнике: учебно-методическое пособие. Муром: Изд. пол.центр МИВлГУ, 2012. - 114 - 50 экз.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Построение спектров сигналов.

2. Матричные преобразования. Решение систем алгебраических уравнений.

3. Решение дифференциальных уравнений.

4. Специальные функции и методы решения алгебраических уравнений.

5. Интерполирование функций.

6. Методы приближения функций.

7. Дифференцирование и интегрирование численными методами.

8. Метод наименьших квадратов.

9. Решение задач методами дифференцирование и интегрирование.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

2

108 / 3  

2  

 

4  

1  

0,5  

7,5  

96,75  

Зач.(3,75)  

Итого

108 / 3  

2  

 

4  

1  

0,5  

7,5  

96,75  

3,75  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Операции с комплексными числами. Ряд и интеграл Фурье.Применение матричного исчисления. Дифференциальные уравнения. Специальные функции. Интерполирование функций. Элементы теории приближений

2

6

8

96,75

выполнение и защита лабораторной работы, тестирование

Всего за  семестр

116

6

8

+

96,75

1

0,5

Зач.(3,75)

Итого   

116

6

8

96,75

1

0,5

3,75

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Операции с комплексными числами. Ряд и интеграл Фурье.Применение матричного исчисления. Дифференциальные уравнения. Специальные функции. Интерполирование функций. Элементы теории приближений

Лекция 1.

Классификация радиотехнических устройств и задачи, решаемые в радиотехнике (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 2

Раздел 1. Операции с комплексными числами. Ряд и интеграл Фурье.Применение матричного исчисления. Дифференциальные уравнения. Специальные функции. Интерполирование функций. Элементы теории приближений

Лабораторная 1.

Операции над матрицами. Решение систем алгебраических уравнений (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Ряд Фурье, интеграл Фурье. Построение спектров сигналов.

2. Операции над матрицами. Решение систем алгебраических уравнений.

3. Решение дифференциальных уравнений.

4. Специальные функции и методы решения алгебраических уравнений.

5. Интерполирование функций.

6. Методы приближения функций.

7. Численное дифференцирование и интегрирование.

8. Метод наименьших квадратов.

9. Решение задач методами дифференцирование и интегрирование.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Ряд и интеграл Фурье. Построение спектров сигналов.

2. Специальные функции и методы решения алгебраических уравнений.

3. Интерполирование функций.

4. Методы приближения функций.

5. Численное дифференцирование и интегрирование.

6. Метод наименьших квадратов.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Математические методы в радиотехнических расчетах

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Исаев Ю.Н. Практика использования системы MathCad в расчетах электрических и магнитных цепей [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Исаев Ю.Н., Купцов А.М.— Электрон. текстовые данные.— М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2017.— 180 c. - http://www.iprbookshop.ru/90411.html

2. Лыкин А.В. Математическое моделирование электрических систем и их элементов [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Лыкин А.В.— Электрон. текстовые данные.— Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2013 - http://www.iprbookshop.ru/45384.html

3. Жиганов С.Н., Фабричный С.Ю., Харчук С.М. Математические методы в радиотехнике: учебно-методическое пособие. Муром: Изд. пол.центр МИВлГУ, 2012. - 114 - 50 экз. - 60 экз.

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Радиотехника + компьютер + MATHCAD / - М: Горячая линия - Телеком, 2001. - 416c. - 10 экз.

2. Введение в математическое моделирование : учебное пособие / В. Н. Ашихмин, М. Б. Гитман, И. Э. Келлер [и др.]. — Москва : Логос, 2016.. - http://www.iprbookshop.ru/66414.html

3. Гурский Д., Турбина Е. Вычисления в Mathcad 12: / Гурский Д., Турбина Е., Турбина Е. - СПб.: Питер, 2006. - 12 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Образовательный математический сайт - http://www.exponenta.ru/soft/Mathcad/UsersGuide/0.asp.

Математический форум Math Help Planet http://mathhelpplanet.com/viewforum.php?f=22.

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

iprbookshop.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – зачет. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Математические методы в радиотехнических расчетах»

по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника

 

Рабочая программа дисциплины «Математические методы в радиотехнических расчетах» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 108 час. (3 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет .

Цель дисциплины: Ознакомить студентов с математическим аппаратом и методами, используемыми в дисциплинах радиотехнического профиля. Подготовить будущего специалиста к активному и творческому использованию математического аппарата при решении практических и теоретических задач радиотехники и связи, как в процессе обучения, так и последующей инженерной, либо исследовательской деятельности.

Задачи дисциплины: показать взаимосвязь инженерных задач и математического аппарата; проиллюстрировать приложения математического аппарата к решению конкретных радиотехнических задач; продемонстрировать на конкретных примерах решения прикладных задач от технической постановки и математической интерпретации до получения конкретных результатов; освоить конкретные приемы и методы решения типовых задач; рассмотреть примеры плодотворности применения обобщенных подходов и методов решения частных прикладных задач; освоить пакет для инженерных и научных исследований MathCAD при решении радио-технических задач.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Математические методы в радиотехнических расчетах» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

 

04.06.2019 г.