КАФЕДРА "СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ"

НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Е. ЖУКОВСКОГО "ХАИ"

Обучающие программы

Дискретная математика

Авторы: Мирная Е.В., Педан С.И.
Учебная дисциплина: Дискретная математика
Количество обучающих программ:
Описание: Автоматизированный практикум по курсу «Дискретная математика» включает изучение трех разделов: препозициональные формулы, булевы функции и основы теории графов. Условия заданий генерируются по их параметризированным математическим моделям. Каждая из программ имеет несколько режимов сложности условий заданий. Режим выбирается перед началом выполнения обучающей программы. Таким образом обеспечивается адаптация под начальный уровень каждого из пользователей. Обучающие программы поддерживают два режима выполнения заданий — тестовый (контрольный режим с выставлением итоговой оценки знаний пользователя) и демонстрационный (решение компьютером задания с предоставлением комментариев и разъяснений). Обучающие программы обеспечивают поддержку трех языков интерфейса (русский, украинский и английский).

Тест по булевым функциям

Цель: Изучить основы булевых функций, научиться строить таблицы истинности логических функций
Описание: Выполнение обучающей программы начинается с генерирования выражения булевой функции. Далее необходимо в соответствии с приоритетом логических операций выбрать правильную последовательность решения логического выражения. После указания всех возможных комбинаций значений логических переменных необходимо построить таблицу истинности для сгенерированной булевой функции. Выполнение обучающей программы оценивается по 60-балльной шкале. В конце выполнения пользователю демонстрируется символический сертификат с набранным количеством баллов.

Тест по основам теории графов

Цель: Изучить основы теории графов, научиться решать простейшие задачи по анализу и построению графов
Описание: Условием обучающей программы является сгенерированная матрица смежности. В зависимости от выбранного режима сложности она может быть разного размера. По матрице смежности необходимо построить матрицу инциденций. Далее необходимо указать, к каким типам относится граф (ориентированный/неориентированный, псевдограф, полный/нуль граф, Эйлеров граф). В следующем задании предоставляется некоторый граф меньшей размерности, суть задания заключается в определении, является ли он подграфом основного графа. После этого требуется указать некоторые атрибуты произвольно выбираемой вершины графа (степень вершины, изолированный или неизолированный тип). Заключительным этапом выполнения обучающей программы является построение графа в специальном графическом редакторе.

Моделирование систем

Авторы: Кулик А.С., Педан С.И., Мирная Е.В., Пасичник С.Н., Вагин Е.С., Тойбулатова Н.И.
Учебная дисциплина: Моделирование систем
Количество обучающих программ: 7 
Описание: Автоматизированный лабораторный практикум представляет собой комплекс обучающих программ, посвященных разным этапам моделирования систем на примере изделия «Водный пистолет» и предназначен для использования в процессе обучения высших учебных заведений по курсу «Моделирование систем» и может быть использован в упрощенном варианте для начального ознакомления с основами моделирования физических явлений в лицеях, гимназиях и физико-математических школах при вузах. Программный комплекс включает ряд программ по каждой из тем лабораторных работ (построение вербальной модели, проведение экспериментов, получение графической модели, формирование функциональной математической модели, машинной модели, уточнение машинной модели путем проведения идентификации заданного параметра, анализ результатов и формирование выводов о степени полноты и точности каждой модели), а также служебную программу контроля выполнения работ и программу для запуска работ. Особенностями комплекса являются:

  • входное тестирование для проверки минимально необходимого уровня знаний для допуска к выполнению работы;
  • задания по изучению определений, в которых необходимо сформулировать некоторое определение, вставив пропущенные в нем ключевые фразы и определения;
  • задания по сборке формул, которое заключается в конструировании формулы на основании некоторого шаблона из отдельных элементов;
  • задания по построению графических зависимостей;
  • задания по анализу табличных данных;
  • большое количество текстовой справочной информации по особенностям выполнения каждого из заданий, а также теории к нему;
  • большое количество клипов анимации для демонстрации действия некоторых физических процессов и явлений в системе;
  • ведение статистики выполнения пользователем обучающих программ с запоминанием вводимых данных, а также результатов выполнения работы;
  • нелинейный сюжет выполнения работ с адаптацией под уровень знаний каждого из пользователей.

Изучение принципа действия изделия «Водяной пистолет»

Цель: Построить вербальную модель и изучить законы функционирования изделия «Водяной пистолет»
Описание: В обучающей программе изучается устройство водяного пистолета, составляется его вербальная модель. Изучаются некоторые законы физики, которые важны для понимания принципа действия изделия, такие как закон Паскаля, Гука, второй закон Ньютона и основные законы кинематики. Завершающим этапом выполнения обучающей программы является решение трех задач разной сложности на знание изученных физических законов.

Определение параметров и характеристик изделия «Водяной пистолет»

Цель: Определить основные параметры изделия «Водяной пистолет», провести эксперименты и получить графики основных зависимостей.
Описание: Для дальнейшего моделирования водяного пистолета и оценки адекватности построенных моделей необходимо измерить основные параметры изделия и среды, а также путем проведения соответствующих экспериментов вычислить требуемые показатели водяного пистолета. В обучающей программе измеряются основные массогабаритные характеристики изделия, проводится эксперимент по определению коэффициента жесткости пружины, а также путем многократной имитации выстрела из пистолета определяется коэффициент пропорциональности силы нажатия и его времени. Полученные результаты будут использоваться при моделировании в последующих работах.

Программный комплекс по изучению основ профессионального английского языка

Авторы: Кулик А.С., Чухрай А.Г., Педан С.И.
Учебная дисциплина: Профессиональный английский язык
Количество обучающих программ: 3 
Описание: Программный комплекс предназначен для изучения основных определений, профессиональной терминологии на английском языке, а также понимания некоторых процессов на основе дисциплины «Теория автоматического управления». Комплекс был создан с помощью «Универсальной среды создания обучающих программ». Особенностью программного комплекса является наличие:

  • заданий на проверку знания терминологии, когда для определенного термина на русском языке необходимо из списка возможных вариантов сопоставить его английский вариант;
  • заданий на проверку знания определений, когда требуется закончить формулировку определения, вставив пропущенные в нем ключевые слова и фразы;
  • заданий по обучению пониманию особенностей некоторых технических процессов и явлений;
  • подробных комментариев о месте и характере ошибок в случае их совершения;
  • звуковой поддержки терминов, когда пользователь имеет возможность прослушать эталонное произношение термина и сравнить его со своим;
  • нелинейного сюжета выполнения заданий, что обеспечивает адаптацию программы под каждого из пользователей.

Изучение характеристик

Цель: Изучить основные термины и определения, а также основные типы характеристик
Описание
: Обучающая программа предназначена для изучения различных характеристик в английской терминологии. Первым заданием является изучение терминологии, когда определенному термину на русском языке необходимо сопоставить его английский перевод. После этого изучаются такие определения, как «управляемые величины», «стабилизация», «переходный режим». Изучение характеристик заключается в сборке их определений. Изучаются такие типы характеристик, как статическая и временная, импульсная и переходная, частотная, фазо-частотная, амплитудно-частотная и амплитудно-фазо-частотная. Помимо сборки определений характеристик обучение заключается в ответе на некоторые вопросы по физической их природе. Все определения обучающей программы снабжены звуковой поддержкой.

Изучение структурных и функциональных схем

Цель: Изучить основные термины и определения, а также основные принципы построения структурных и функциональных схем
Описание: Обучающая программа предназначена для изучения основ конструирования структурных схем, а также основных принципов управления. Изучаются такие определения, как «структурная схема», «последовательное соединение», «параллельное соединение». Изучение правил преобразования структурных схем заключается в сборке их формулировок, а также указании номера правила преобразования на приведенных изображениях примеров трансформации схем. Заключительным заданием работы является изучение принципов управления по возмущению и по отклонению, в которых необходимо указать принцип формирования выходного воздействия, а также определить типы сигналов на функциональной схеме.

Автоматизированный практикум по курсу «Теория автоматического управления»

Авторы: Кулик А.С., Педан С.И., Пасичник С.Н., Чухрай А.Г.
Учебная дисциплина: Теория автоматического управления
Количество обучающих программ: 7 
Описание: Автоматизированный практикум представляет собой комплекс обучающих программ, посвященных изучению и практическому закреплению различных разделов теории автоматического управления и предназначенный для использования в процессе обучения в высших учебных заведениях по курсу «Теория автоматического управления». Программный комплекс включает ряд программ по каждому из разделов курса (линеаризация статических характеристик системы автоматической стабилизации (САС) и позиционирования (САП), построение функциональных и структурных схем САС, изучение переходных характеристик САС и САП, изучение частотных характеристик, анализ устойчивости системы по корням характеристического уравнения), служебную программу контроля выполнения работ, а также программу для запуска работ. Особенностями комплекса являются:

  • входное тестирование для проверки минимально необходимого уровня знаний для допуска к выполнению работы;
  • графический редактор для линеаризации характеристик системы;
  • графический редактор изучения функциональных схем;
  • графический редактор для сборки структурных схем;
  • задания по сборке формул, которое заключается в конструировании формулы на основании некоторого шаблона из отдельных элементов;
  • проведение большого количества технических расчетов;
  • большое количество клипов анимации для демонстрации действия некоторых физических процессов и явлений в системе;
  • ведение статистики выполнения пользователем обучающих программ с запоминанием вводимых данных, а также результатов выполнения работы.

Линеаризация статических характеристик САС

Цель: Освоить методы графической линеаризации статических характеристик САС
Описание: Обучающая программа посвящена изучению техники линеаризации статических характеристик САС. Линеаризация производится в специальном графическом редакторе. В первом задании предлагается график регулировочной характеристики системы, который необходимо на некотором участке с помощью метода касательной заменить линейной зависимостью. Второе задание заключается в линеаризации методом секущей нагрузочной характеристики системы. Помимо графической линеаризации характеристик системы необходимо определить некоторые ее атрибуты, такие как размеры рабочего участка, относительная ошибка.

Построение функциональных и структурных схем САС, построенной с использованием принципа управления по задающему воздействию

Цель: Для принципа управления по задающему воздействию сформировать структуру и передаточные функции САС
Описание: Обучающая программа посвящена изучению структурных и функциональных схем. Изучение функциональных схем заключается в указании на функциональной схеме элементов, которые относятся к объекту или устройству автоматической стабилизации. В специальном графическом редакторе необходимо сформировать структурную схему САС, реализующей принцип управления по задающему воздействию. На схеме необходимо соединить структурные элементы схемы в правильной последовательности, указав сигналы, идущие по линиям связи. После формирования структурной схемы предлагается преобразовать ее, поменяв местами два ее элемента. Заключительным заданием является свертка структурной схемы и определение передаточных функций полученной системы.

Тестирующая программа по математике

Авторы: Кулик А.С., Чухрай А.Г., Педан С.И.
Учебная дисциплина: Математика
Количество обучающих программ: 1 
Описание: Программа предназначена для подготовки учеников 11-х классов для успешной сдачи внешнего независимого тестирования по математике.

  • Большое количество шаблонов заданий, прототипы которых были заданиями внешнего независимого тестирования.
  • Генерация заданий по заложенным параметризованным моделям шаблонов заданий. Таким образом, обеспечивается уникальность каждого из заданий и вероятность повторения условий заданий сводится практически к нулю.
  • Простой и эргономичный интерфейс, который не отвлекает от прохождения тестирования.
  • Объемная система справочной информации с подробным объяснением техники решения каждого из типов заданий теста.