Методичні рекомендації до виконання семестрового індивідуального завдання з дисципліни «Вступ до електромеханіки»



Скачати 409.81 Kb.
Сторінка1/2
Дата конвертації08.03.2016
Розмір409.81 Kb.
  1   2
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

ІНФОРМАЦІЙНИЙ АНАЛІЗ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ КЛАСІВ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ЕНЕРГІЇ

Методичні рекомендації до виконання семестрового індивідуального завдання


з дисципліни «Вступ до електромеханіки»

Київ-2014


Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Інформаційний аналіз функціональних класів електромеханічних перетворювачів енергії

Методичні рекомендації

до виконання семестрового індивідуального завдання

з дисципліни «Вступ до електромеханіки»



Рекомендовано Вченою радою «ФЕА»

Київ


НТУУ «КПІ»

2014


Інформаційний аналіз функціональних класів електромеханічних перетворювачів енергії [Електронний ресурс]: метод. рекомендації до виконання семестрового індивідуального завдання для студентів напряму підготовки 6.050702 «Електромеханіка» / Уклад.: А.А. Шиманська. – К.: НТУУ «КПІ», 2014. – 36 с.

Рекомендовано Вченою радою «ФЕА»

(Протокол № 10 від «26» травня 2014 р.)

Методичне видання

Інформаційний аналіз функціональних класів

електромеханічних перетворювачів енергії

Методичні рекомендації

до виконання семестрового індивідуального завдання

з дисципліни «Вступ до електромеханіки»

Укладач: Шиманська Анна Анатоліївна, канд. техн. наук, асист.


Відповідальний


редактор: В. Ф. Шинкаренко, доктор техн. наук, професор

Рецензенти: Ю. В. Перетятко, канд. техн. наук, доцент


За редакцією укладача
ЗМІСТ

Список умовних скорочень.............................................................................5

Передмова...........................................................................................................6



  1. Рекомендації щодо пошуку інформації за тематикою індивідуального завдання.........................................................................10

  2. Рекомендації щодо аналізу інформації про функціональні класи ЕМПЕ............................................................................................................13

2.1 Загальні відомості про досліджуваний клас........................................13

2.2 Визначення суттєвих ознак представників досліджуваного класу...16

2.3 Узагальнення результатів патентного пошуку....................................17


  1. Оформлення, захист та система оцінювання реферату......................23

3.1 Структура реферату та вимоги до розділів основної частини...........23

3.2 Вимоги щодо оформлення реферату....................................................25

3.3 Основні вимоги та рекомендації до змісту і оформлення

презентації.............................................................................................28

3.4 Основні вимоги до доповіді..................................................................30

3.5 Порядок захисту.……………..……….........……………..……….......30

3.6 Рейтингова система оцінювання.......….............………………….......31

Перелік літератури…..................................................……………………....32

Додатки..............................................................................................................34

Додаток А. Орієнтовна тематика індивідуальних завдань......................34

Додаток Б. Титульний лист реферату……................................................36

Список умовних скорочень

АГ

-

асинхронний генератор;

АД

-

асинхронний двигун;

АМ

-

асинхронна машина;

ГК

-

Генетична класифікація;

ЕМ

-

електрична машина;

ЕМ-об’єкт

-

електромеханічний об’єкт;

ЕМПЕ

-

електромеханічний перетворювач енергії;

ККД

-

коефіцієнт корисної дії;

ПДП

-

первинне джерело електромагнітного поля;

СГ

-

синхронний генератор;

СД

-

синхронний двигун;

СМ

-

синхронна машина;

ФК

-

функціональний клас.

ПЕРЕДМОВА

Завдання проведення інформаційного пошуку за різноманітними функціональними класами електромеханічних об’єктів ставиться перед студентами молодших курсів при підготовці семестрових індивідуальних завдань, третього та четвертого – при виконанні курсових проектів та робіт, старших курсів – при виконанні дипломних проектів (робіт) та магістерських дисертацій.

Першою із циклу фахових дисциплін, що читається студентам кафедри електромеханіки, є дисципліна “Вступ до електромеханіки” (код за ОПП – 4.2.09), одним із завдань якої є ознайомлення майбутніх спеціалістів з різноманітністю та структурою класів електромеханічних перетворювачів енергії (ЕМПЕ), принципами їх функціонування та перспективами ровитку з використанням стратегії керованої еволюції.

Подання результатів виконання індивідуального завдання передбачено у вигляді реферату (в друкованому та електронному виглядах) та презентації (або доповіді).

Можливість самостійного вибору студентом об’єкта дослідження при виконанні семестрового індивідуального завдання може започаткувати послідовний цикл наукової підготовки: «Реферат (дисципліна “Вступ до електромеханіки”, 1-й курс)» → «Індивідуальна домашня робота (дисципліна “Моделювання електромеханічних систем”, 3-й курс, код за ОПП – 3.1.06)» → «Курсова робота „Структурне передбачення і спрямований синтез нових різновидів електричних машин” з дисципліни “Спеціальні електричні машини”, 5-й курс, код за ОПП – 2.1.03.01.04» → «Бакалаврська дипломна робота» → «Магістерська дисертація» → «Дисертаційна робота» 1.

Об’єктом дослідження даної роботи виступає вибраний студентом функціональний клас ЕМПЕ. Під функціональним класом розуміють сукупність технічно реалізованих, описаних в інформаційних джерелах та потенційно можливих електромеханічних перетворювачів енергії, об’єднаних спільними суттєвими ознаками та здатних реалізовувати задану функцію. Межі та структура кожного функціонального класу однозначно визначаються на базовому рівні Генетичної класифікації, що дає підстави досліджувати довільні функціональні класи як об’єкти структурної електромеханіки.

Наукова новизна всіх етапів наукової підготовки забезпечується останніми досягненнями в галузі структурно-системних досліджень в електромеханіці, а саме відкриття “генетичної пам’яті” електромеханічних об’єктів і розробкою вченими кафедри методології розпізнавання, розшифровки і аналізу генетичних програм технічних об’єктів, яка інтегрує новітні методи досліджень структурної електромеханіки, геноміки, генетичного моделювання, структурно-системного аналізу та інноваційного синтезу в єдину галузь знань [2].

Доцільність дослідження функціональних класів ЕМПЕ як об’єктів структурної електромеханіки обумовлена наступними положеннями:



  • всі функціональні класи визначені на базовому рівні кінцевою множиною елементів, а отже мають чітко визначені межі;

  • класифікація різноманітності представників довільного функціонального класу, побудована за базовими (генетичними) ознаками є строгою, незмінною та універсальною;

  • на сьогоднішній день жоден функціональний клас не вичерпав повністю можливостей структурної мінливості, закладеної на базовому рівні;

  • володіння інформацією про генетичну програму функціонального класу відкривають виключні можливості для спрямованого синтезу нових структурних різновидів ЕМПЕ.

Результати геномних досліджень відкривають можливість постановки нових системних задач і створюють необхідні умови для реалізації технології генетичного передбачення, міждисциплінарного перенесення знань, фундаменталізації університетської освіти, створенні високоінтелектуальних генетичних банків даних і інноваційних баз знань, переходу до стратегії гармонійної коеволюції людини, техніки і природи [1].

Таким чином, ознайомлення із різноманітністю функціональних класів ЕМПЕ, здійснення грунтовного аналізу інформації щодо обраного класу та визначення координат його окремих представників в структурі Генетичної класифікації з першого курсу закладає в студентах вміння самостійного пошуку і аналізу інформації та усвідомлення вектору свого розвитку як майбутнього спеціаліста або науковця.

Індивідуальне завдання виконується з метою оволодіння навиками:


  • здійснення інформаційного пошуку за заданим функціональним класом ЕМПЕ;

  • аналізу результатів інформаційного пошуку з метою визначення загальної інформації про досліджуваний клас та суттєвих ознак його представників;

  • здійснення патентного пошуку за заданим функціональним класом ЕМПЕ;

  • аналізу та впорядкування результатів патентного пошуку, в т.ч. побудови моделі еволюції досліджуваного класу в координатах узагальнених цільових функцій удосконалення та визначення координат його представників вструктурі ГК;

  • формулювання висновків та рекомендацій за результатами самостійного дослідження;

  • оформлення текстової частини роботи згідно діючих вимог;

  • підготовки доповіді (презентації) за результатами самостійного дослідження.

Мета індивідуального завдання полягає в набутті студентами вмінь пошуку та аналізу інформації за заданим об’єктом дослідження, визначення та аналіз суттєвих ознак, характерних для електромеханічних перетворювачів енергії досліджуваного класу, впорядкування результатів патентного пошуку.

Об’єкт дослідження: функціональний клас електромеханічних перетворювачів енергії (обирається за переліком тем (Додаток А), або пропонується студентом самостійно та узгоджується з викладачем в обох випадках).

Предмет дослідження: історія виникнення та удосконалення, галузі використання, конструктивні особливості, принцип функціонування, сучасні тенденції розвитку, інформація про вітчизняних та зарубіжних виробників представників досліджуваного класу, суттєві ознаки, впорядкована патентна інформація, координати представників класу в структурі ГК.

Основні завдання:



  1. Здійснити інформаційний та патентний пошук за заданим об’єктом дослідження.

  2. Проаналізувати результати інформаційного пошуку та визначити суттєві ознаки ЕМПЕ досліджуваного класу.

  3. Впорядкувати результати патентного пошуку:

а) за цільовими функціями удосконалення;

б) за координатами породжувальних структур в структурі Генетичної класифікації.



  1. Подати звіт за результатами виконання індивідуального завдання у вигляді реферату, оформленого згідно вимог.

  2. Створити презентацію за рефератом (або оформити плакат) та підготувати доповідь.

Методологічну основу для виконання основних завдань семестрового індивідуального завдання становлять новітні науково-методичні розробки кафедри електромеханіки НТУУ «КПІ», що отримані останніми роками за результатами фундаментальних досліджень в рамках наукової проблеми «Структурно-системні дослідження в електромеханіці» 1,2 та чинні методичні вказівки.

1 Рекомендації щодо пошуку інформації за тематикою ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЗАВДАННЯ

Інформаційний пошук здійснюється за заданим об’єктом дослідження (обраного за списком тем або запропонованого самостійно та узгодженого з викладачем) з використанням літературних джерел (підручники, монографії), наукових статей у періодичних виданнях, тез доповідей у матеріалах конференцій та інтернет-ресурсів. Інформацію з інтернет-ресурсів рекомендується використовувати лише в тому випадку, коли існують гарантії її достовірності (наприклад: літературні джерела, представлені в електронному вигляді; інформація з офіційних сайтів підприємств-виробників електромеханічної продукції).

Мета інформаційного пошуку – виявлення якомога більших обсягів достовірної інформації про:


  • історію виникнення та удосконалення представників досліджуваного класу ЕМПЕ;

  • стуктурну різноманітність представників досліджуваного класу;

  • галузі використання;

  • конструктивні особливості;

  • принципи функціонування;

  • особливості організації виробничого (технологічного) процесу з використанням представників класу;

  • сучасні та перспективні тенденції розвитку досліджуваного класу;

  • вітчизняних та зарубіжних виробників ЕМПЕ даного класу.

Доцільно звернути увагу на те, що інформаційний пошук має бути здійснений з використанням не лише інтернет-ресурсів, а і першоджерел, зосереджених в науково-технічних бібліотеках України, зокрема в таких:

    • науково-технічній бібліотеці ім. Г. І. Денисенка НТУУ “КПІ”;

    • Національній бібліотеці України ім. В. І. Вернадського;

    • Державній науково-технічній бібіліотеці України (ДНТБ).

З умовами запису, режимами роботи та адресами вказаних бібіліотек можна ознайомитись на їх офіційних сайтах [3, 4, 5].

Згідно з [6] патентний пошук являє собою дослідження, що проводяться в процесі створення, освоєння та реалізації промислової продукції з метою забезпечення високого технічного рівня і конкурентоспроможності цієї продукції, а також скорочення витрат на створення продукції за рахунок виключення дублювання досліджень та розробок. Патентні дослідження проводяться на основі аналізу джерел патентної інформації з використанням інших видів науково-технічної та рекламно-економічної інформації, що містять дані про останні науково-технічні досягнення, пов'язані з розробкою промислової продукції, про стан і перспективи розвитку ринку продукції даного виду.

Метою патентного пошуку в даній роботі є виявлення якомога більшої кількості патентів на винаходи, що стосуються ЕМПЕ заданого функціонального класу, та визначення на підставі їх аналізу напрямків структурно-функціональної адаптації вказаного класу.

Орієнтовний алгоритм патентного пошуку передбачає виконання наступних пунктів:



  1. Формулювання завдання пошуку – чітке визначення об’єкта пошуку (наприклад, асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, багатороторний двигун, синхронний генератор з постійними магнітами, тощо).

  2. Визначення класифікаційних рубрик Міжнародної патентної класифікації (МПК) – здійснюється з використанням її струкутри [7], наприклад: Н (електрика) → Н02 (виробництво, перетворення і розподіл електроенергії) → Н02К (електричні машини) → Н02К 41 (системи двигунів, в яких твердотільний елемент переміщується по певній траекторії внаслідок його взаємодії з магнітним потоком, що розповсюджується вздовж цієї траекторії) → Н02К 41 / 025 (асинхронні електродвигуни).

  3. Визначення обмежень пошуку (глибина (ретроспективність), країни, загальна кількість патентів, тощо) – здійснюються студентом самостійно, але глибина пошуку повинна становити не менше 10 років (в довільних часових рамках), кількість країн – не менше 3, а загальна кількість патентів – не меше 10.

  4. Власне патентний пошук – здійснююється з використанням найбільшого фонду патентної документації України, зосередженого в ДНТБ (понад 18 млн. документів 60-ти країн світу) та інтернет-ресурсів (електронної бази патентів СРСР 1924-1998 рр. [8], електронно-цифрової бібіліотеки Європейського патентного відомства [9], цифрової патентної бібліотеки України [10], цифрової бази патентів Росії [11] та інших патентних баз даних, до яких є безкоштовний доступ в Internet).

Виявлена за результатами пошуку інформація щодо досліджуваного функціонального класу у вигляді цитат, малюнків, креслень з обов’язковими посиланнями на першоджерела та патентів у вигляді копій їх описів аналізується (див. Розділ 2) та подається разом із звітом про виконане індивідуальне завдання.

2 Рекомендації щодо аналізу інформації про функціональні класи ЕМПЕ

2.1 Загальні відомості про досліджуваний клас

Відповідно до мети інформаційного пошуку його результати структуруються і подаються у вигляді окремих підпунктів реферату, які охоплюють історію розвитку досліджуваного класу, сучасний рівень його представників та перспективні напрямки удосконалення.

Перш за все, необхідно навести визначення досліджувного функціонального класу – найчастіше воно фактично вже міститься в його назві (наприклад, клас електродвигунів для приводу малогабаритних медінструментів), однак потребує уточнень щодо конструктивних особливостей, класу потужності, можливості суміщення з компонентами неелектромеханічної природи, тощо. У випадку, коли в інформаційних джерелах зустрічаються різні визначення досліджуваного класу доцільно навести їх всі та здійснити порівняльний аналіз.



Історію виникнення та розвитку досліджуваного класу найзручніше подавати у формі таблиці (табл. 1.1). Всі етапи розвитку функціональних класів однозначно визначаються відповідними генетичними програмами, а впорядковані результати інформаційно-патентних досліджень становлять масив вихідних даних для проведення еволюційного експерименту з перевірки достовірності визначення генетичної програми розвитку вказаних класів [1, 2], що є однією з задач курсової роботи з дисципліни “Спеціальні електричні машини”. Тому результати аналізу історичного розвитку досліджуваного класу можуть бути використані студентом і на старших курсах.

Інформація про відому конструктивну різноманітність є важливою при визначенні суттєвих ознак представників досліджуваного класу, тому разом з визначенням конструктивних особливостей, необхідно навести приклади конструкцій типових представників з обов’язковою ілюстрацією рисунками, фотографіями (рис.1.1) та описом принципів їх функціонування.

Галузі використання представників досліджуваного класу також подають у вигляді таблиці або структурної схеми (рис. 1.2).

Оцінити сучасний стан розвитку досліджуваного класу, його затребуваність та перспективні напрямки удосконалення можна на підставі аналізу відомостей про виробників та номенклатуру ЕМПЕ досліджуваного класу у вигляді списку або таблиці (табл. 1.2).


Таблиця 1.1


Приклад табличної форми подання інформації про історію розвитку функціонального класу

(клас електричних машин поступального руху; фрагмент)

Рік винаходу

Автор(и) винаходу

Країна винаходу

Короткий опис

Джерело інформації

1845

Ч. Педж

США

Циліндричний електромагнітний двигун зворотньо-поступального руху

12

1845

Уінстон

США

Плоский електромагнітний двигун з котким циліндричним ротором

12

1902

А. Зеден

Англія

Трифазний лінійний асинронний двигун з плоским індуктором і масивним вторинним елементом

12

а) б)


Рис.1.1. Приклади графічного подання інформації про особливості конструкції асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором:

а) креслення; б) фотографія






  1   2


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка