موقع حكومي رسمي تابع لحكومة المملكة العربية السعودية كيف تتحقق

روابط المواقع الالكترونية الرسمية التعليمية السعودية تنتهي بـ edu.sa

جميع روابط المواقع الرسمية التعليمية التابعة للجهات الحكومية في المملكة العربية السعودية تنتهي بـ .edu.sa

المواقع الالكترونية الحكومية تستخدم بروتوكول HTTPS للتشفير و الأمان.

المواقع الالكترونية الآمنة في المملكة العربية السعودية تستخدم بروتوكول HTTPS للتشفير.

مسجل لدى هيئة الحكومة الرقمية برقم: 20250413538

الكليات

قائمة القسم

تصميم نظم التحكم الرقمية

وصف المقرر : مراجعة شاملة لنظم التحكم المستمر (الأنظمة التناظرية)، تليها مقدمة في التحكم الرقمي لتمهيد الانتقال إلى هذا المجال. بعد ذلك، يتم التركيز على تحليل أنظمة الزمن المتقطع وفهم طبيعة أنظمة البيانات المعتمدة على العينات، بالإضافة إلى كيفية إيجاد المكافئات الرقمية للأنظمة. ومن الناحية التطبيقية، يغطي المنهج التصميم باستخدام تقنيات التحويل (مثل تحويل Z-Transform) والتصميم باستخدام طرق فضاء الحالة (State-Space) ، ليختتم البرنامج الدراسي بتطبيق عملي شامل من خلال دراسة حالة واقعية لتصميم نظام التحكم الرقمي (Servo) المسؤول عن تحريك وتوجيه رأس القراءة والكتابة في أقراص تخزين الكمبيوتر (Disk Drive).

الساعات المعتمدة : 3

أهداف المقرر :

تزويد الطالب بالفهم الرياضي لأنظمة الزمن المتقطع، بما في ذلك: تحويلات Z (z-transforms) ، ودوال قطار النبضات (pulse-train functions) ، وكيفية التحويل من الزمن المستمر إلى الزمن المتقطع.
تمكين الطالب من تطبيق تقنيات التحليل والتصميم الأساسية (المدروسة سابقاً في مادة نظم التحكم لتطبيقات الهندسة الميكانيكية) وتطبيقها مباشرة على أنظمة التحكم الرقمي.
تأهيل الطالب لتحليل أنظمة فضاء الحالة في الزمن المتقطع (سواء الثابتة زمنياً أو المتغيرة زمنياً)، ويشمل ذلك: تقييم استقرار ليابونوف (Lyapunov stability) ، وتقييم القابلية للتحكم (Controllability) والقابلية للملاحظة (Observability)، والتحويل بين الصيغ المعيارية المختلفة لفضاء الحالة (Canonical forms).

مخرجات المقرر :

1. المعرفة والفهم (Knowledge and Understanding)
تتمحور هذه المخرجات حول الاستيعاب النظري والرياضي للمفاهيم الأساسية.

1.1 فهم واستيعاب تحليل “تحويل Z” (Z-transform) لحلقات التغذية الراجعة للبيانات المأخوذة كعينات (Sampled data feedback loops).

1.2 فهم نظريات الاستقرار (Stability theorems) وتقنيات المحل الهندسي للجذور (Root locus).

1.3 استعراض وشرح التقنيات المختلفة المستخدمة في تصميم المتحكمات الرقمية.

استراتيجيات التدريس والتقييم لمجال المعرفة:
طرق التدريس: المحاضرات المباشرة، التعلّم الذاتي، والدروس التمارينية (Tutorials).

أدوات التقييم المباشر: الاختبارات القصيرة (Quizzes)، الواجبات، الاختبارات النصفية والنهائية، والمشروع الفصلي.

أدوات التقييم غير المباشر: استبيانات استطلاع رأي الطلاب عند نهاية المقرر (Course exit surveys).

2. المهارات:
تغطي هذه المخرجات الجوانب التطبيقية والتحليلية والبرمجية، بالإضافة إلى مهارات التواصل الهندسي.

أ) التطبيق والحل الهندسي:
2.1 تطبيق مفاهيم ومنطق التحكم الرقمي في تطبيقات الهندسة الميكانيكية.

2.2 حل المشكلات الهندسية الحقيقية كتدريب عملي على تصميم متحكم رقمي خطي.

2.3 حل مسائل التحكم الرقمي باستخدام “تحويل Z” ومنهجيات التصميم المناسبة.

2.4 اختيار أدوات تحليل الأداء المناسبة (Performance analysis tools).

ب) المحاكاة والتطبيقات المتقدمة:
2.5 تطبيق مخططات تحكم مختلفة على الروبوتات واختيار المخطط الأكثر ملاءمة.

2.6 صياغة مشكلة تحكم رقمي، وتصميم حل لها، واختبار النتائج عبر المحاكاة باستخدام برنامج MATLAB.

ج) مهارات التواصل:
2.7 التواصل بأشكال مختلفة لنشر المعرفة والمهارات ونتائج الأبحاث والابتكارات المتعلقة بنظم التحكم الرقمي.

استراتيجيات التدريس والتقييم لمجال المهارات:
طرق التدريس: المحاضرات، والدروس التمارينية التطبيقية (Tutorials).

أدوات التقييم المباشر: الاختبارات القصيرة، الواجبات، الاختبارات النصفية والنهائية، والمشروع الفصلي.

أدوات التقييم غير المباشر: استبيانات استطلاع رأي الطلاب.

3. القيم، الاستقلالية، والمسؤولية:
تركز على المهارات الناعمة (Soft Skills) وإدارة العمل المهني.

3.1 القدرة على العمل الجماعي ضمن فريق (Work in team) والتمتع بمهارة إدارة الوقت (Time management).

استراتيجيات التدريس والتقييم لمجال القيم:
طرق التدريس: العمل على المشروع الفصلي (Term Project).

أدوات التقييم المباشر: العروض التقديمية الشفهية (Oral presentations) ، تقارير المشاريع الصغيرة (Mini-project reports) ، ونماذج التقييم المتدرجة (Rubrics).

أدوات التقييم غير المباشر: استبيانات استطلاع رأي الطلاب.

معلومات إضافية :

محتوى المقرر وتوزيع الساعات
يتكون هذا المقرر من 42 ساعة تدريسية معتمدة موزعة على ثمانية محاور رئيسية؛ حيث يستهل المنهج بمراجعة التحكم المستمر (3 ساعات)، تليها مقدمة في التحكم الرقمي (3 ساعات). بعد ذلك، يخصص الجزء الأكبر لتحليل أنظمة الزمن المتقطع (9 ساعات)، ثم دراسة أنظمة البيانات المعتمدة على العينات (6 ساعات)، والتعرف على المكافئات الرقمية (3 ساعات). وفي الجانب التطبيقي، يتم التركيز على التصميم باستخدام تقنيات التحويل بواقع (9 ساعات)، والتصميم باستخدام طرق فضاء الحالة بواقع (6 ساعات)، ويختتم المنهج بـدراسة حالة عملية لتصميم نظام سيرفو لمحرك الأقراص (3 ساعات).

أنشطة تقييم الطلاب
تتوزع درجات التقييم في المقرر لضمان متابعة مستمرة للطلاب طوال الفصل الدراسي؛ حيث يتم تخصيص 15% للواجبات والاختبارات القصيرة (Quizzes) التي تُعقد بشكل أسبوعي. تليها درجة الامتحان النصف فصلي في الأسبوع السابع بنسبة 25%. وفي الأسبوع الخامس عشر، يُقيّم الطلاب في المشروع الفصلي بنسبة 10%، بينما تُخصص النسبة الأكبر للامتحان النهائي في الأسبوع السادس عشر بواقع 50% من الدرجة الكلية.

المراجع ومصادر التعلم
يعتمد المقرر على مرجعين أساسيين هما كتاب Digital Control System Analysis and Design للمؤلفين فيليبس وناجل، وكتاب Digital Control Systems للمؤلف بنجامين كو. كما يُمكن للطلاب الاستعانة بالمرجع الداعم الشهير Digital Control of Dynamic Systems للمؤلف فرانكلين وزملائه. ولتعزيز البحث والاطلاع، يُتاح للطلاب استخدام الموقع الإلكتروني للمقرر الذي يضم التحديثات والواجبات.

آخر تحديث : 2026-05-18