Управление в технических системах (стр. 3 )

Примерный перечень вопросов к зачету и экзамену по всему курсу

Вопросы к зачету

  1.  Некоторые физические законы в электротехнике и электронике.

  2.  Элементы электрических цепей и схем.

  3.  Идеальный источник тока и напряжения.

  4.  Стрелочный измерительный прибор. Расчёт шунта.

  5.  Стрелочный измерительный прибор. Расчет гасящего сопротивления.

  6.  Параметры измерительного устройства. Измерение сопротивления.

  7.  Осциллограф. Устройство ЭЛТ.

  8.  Структурная схема осциллографа.

  9.  Погрешность измерения стрелочным измерительным устройством и осциллографом.

  10.  Диоды. Условное обозначение диодов, ВАХ.

  11.  Разновидности и применение диодов.

  12.  Диодный ограничитель.

  13.  Двухполупериодный выпрямитель.

  14.  Параметрический стабилизатор напряжения.

  15.  Транзисторы. Общие сведения. Схемы включения транзистора и их ВАХ.

  16.  Характеристики маломощного биполярного транзистора. Выбор сопротивления нагрузки и рабочей точки на нагрузочной прямой.

  17.  Усиление транзистора. Режимы работы транзистора.

  18.  Смещение. Схемы смещения.

  19.  Расчет схем смещения.

  20.  Определение дисциплины и ее назначение.

  21.  Определение и сущность электрического тока. Виды действия тока

  22.  Напряженность, потенциал, напряжение.

  23.  Магнитные величины.

  24.  Электрическая цепь и ее элементы.

  25.  Сопротивление цепи и проводимость.

  26.  Какие приборы служат для измерения тока, напряжения, мощности и как они включаются в электрическую цепь.

  27.  Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов.

  28.  Что произойдет и почему если вместо вольтметра включить амперметр и наоборот.

  29.  Определение цены деления приборов.

  30.  Чувствительность, класс точности приборов.

  31.  Виды соединения активных сопротивлений и определение эквивалентного сопротивления для каждого вида соединений.

  32.  Законы Ома и Кирхгофа для расчета цепей постоянного тока.

  33.  Порядок и сущность расчета цепи постоянного тока методом контурных токов.

  34.  Порядок и сущность расчета цепи постоянного тока методом узлового напряжения.

  35.  Порядок и сущность расчета цепи постоянного тока методом уравнений Кирхгофа.

  36.  Получение переменного тока

Вопросы к экзамену

1.  Логические элементы, функции, переменные. Логический «0» и «1».

2.  Параллельный и последовательный код. Дискретизация сигнала.

3.  Цифровые устройства с памятью.

4.  Основные логические функции: их названия, обозначение, таблица истинности, схемная реализация, временная диаграмма, графическое изображение, примеры ИМС.

5.  Логические функции И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ (сумматор по модулю 2): условное обозначение, таблица истинности, уравнение, временная диаграмма, графическое изображение, примеры ИМС.

6.  Законы, теоремы и правила алгебры логики. Примеры.

7.  Построение схемы электрической принципиальной по заданной таблице истинности. Пример расчета однотактного цифрового автомата.

8.  Понятие интегральных цифровых микросхем, понятие серии ИМС.

9.  Сравнение различных серий ИМС по основным параметрам.

10.  Триггер. Понятие, свойства, разновидности. Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ. Условное обозначение триггера. Временные диаграммы режимов работы.

11.  Триггер. Понятие, свойства, разновидности. Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ. Условное обозначение триггера. Временные диаграммы режимов работы.

12.  Триггер. Понятие синхронного триггера. Синхронный D-триггер. Схема, условное обозначение, временные диаграммы синхронного D-триггера.

13.  Динамический синхронный D-триггер. Сквозная передача информации. Запись по фронту, запись по срезу. Триггер К155ТМ2.

14.  Универсальный JK-триггер. Таблица состояний JK-триггера. Триггер структуры «мастер помощник».

15.  Счетный Т-триггер. Временные диаграммы. Условное обозначение триггера.

16.  Получение Т-триггера из D-, RS-, JK-триггера.

17.  Триггер Шмитта.

18.  Формирователь импульса с запуском от механических переключателей на RS-триггере. Схема, временные диаграммы.

19.  Формирователь импульса с запуском от механических переключателей на D-триггере. Схема, временные диаграммы.

20.  Регистр. Понятие и назначение регистра. Параллельный и универсальный регистры. Схемы, условные обозначения.

21.  Последовательный и кольцевой регистры. Схемы, условные обозначения.

22.  Шифратор. Таблица состояния, схема условное обозначение шифратора.

23.  Шифратор приоритетов.

24.  Дешифратор. Таблица состояния, схема, условное обозначение.

25.  Увеличение разрядности дешифратора.

26.  Преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора.

27.  Мультиплексор. Таблица состояния, схема условное обозначение мультиплексора.

28.  Высокоимпедансное Z-состояние.

29.  Асинхронный (последовательный) двоичный счетчик. Схема, временные диаграммы, условное обозначение. Определение времени задержки четырехразрядного счетчика по временной диаграмме.

30.  Реверсивный счетчик. Использование двоичного счетчика в счете до 10.

31.  Импульсные помехи в счетчике. Микросхема К155ИЕ5.

32.  Синхронный(параллельный) двоичный счетчик. Схема, временные диаграммы. Увеличение разрядности паралл-го счетчика.

33.  Закон Ома для участка цепи с ЭДС. Пример.

34.  Применение законов Кирхгофа при анализе схемы.

35.  Метод узловых напряжений. Пример.

36.  Метод контурных токов. Пример.

37.  Законы Кирхгофа. Топологический граф схемы. Пример.

38.  Переходные процессы. Законы коммутации.

39.  Единичный скачок. Единичный импульс.

40.  Классический метод анализа переходных процессов.

41.  Операторный метод анализа переходных процессов. Пример.

42.  Временной и частотный метод анализа переходных процессов.

43.  Интеграл Дюамеля.

Примерный перечень вопросов для проверки остаточных знаний

1.  Что называется электрическим током, в каких единицах он измеряется?

2.  Что называется потенциалом, в каких единицах он измеряется?

3.  Что называется электрическим напряжением, в каких единицах измеряется напряжение?

4.  Как связаны между собой электрический ток, заряд и время? В каких единицах они измеряются?

5.  Какие электрические величины называются мгновенными, а какие постоянными? Приведите примеры таких величин.

6.  Какие цепи называют цепями постоянного тока? Приведите примеры таких цепей.

7.  Какие цепи называют цепями переменного тока? Приведите примеры таких цепей?

8.  Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

9.  Что такое положительное направление тока? Поясните свой ответ примером.

10.  Что называется падением напряжения, в чем оно измеряется? Поясните свой ответ примером.

11.  Что называется положительным направлением падения напряжения? Поясните свой ответ примером.

12.  Объясните понятия "согласованное направление" и "встречное" направление". Приведите примеры согласованного и встречного направлений.

13.  Из каких элементов состоит электрическая цепь? Приведите примеры.

14.  Какой источник называется источником ЭДС? Приведите примеры независимых и зависимых источников.

15.  Какой источник называется источником тока? Приведите примеры независимых и зависимых источников.

16.  Какие цепи называются нелинейными? Приведите примеры характеристик нелинейных элементов.

17.  Каким образом записывается первый закон Кирхгофа для мгновенных величин? Приведите примеры.

18.  Каким образом записывается второй закон Кирхгофа для мгновенных величин? Приведите примеры.

19.  Какие цепи называются резистивными? Приведите пример таких цепей.

20.  Какое соединение элементов называется параллельным? Каким образом рассчитать общее сопротивление при таком соединении элементов?

21.  Как рассчитать токи в двух параллельных ветвях?

22.  Какое соединение элементов называется последовательным? Каким образом рассчитать общее сопротивление при таком соединении элементов?

23.  В чем сущность принципа деления напряжения?

24.  Как рассчитать напряжения на последовательно соединенных резисторах?

25.  Какие цепи называются параллельно-последовательными? Приведите примеры.

26.  Каким образом записывается обобщенный закон Ома? Приведите примеры.

27.  Как производят расчет токов в цепях методом уравнений Кирхгофа?

28.  Как производят расчет токов в цепях методом контурных токов?

29.  Как производят расчет токов в цепях методом узловых потенциалов?

30.  Что называется операционным усилителем, каковы его основные свойства?

31.  Какие элементы называются линейными и какие нелинейными?

32.  Что называют рабочей точкой? Приведите пример.

33.  Что понимается под понятием "отрицательное сопротивление"?

34.  Какой вид имеют ВАХ линейных и нелинейных элементов?

35.  Какие колебания называют гармоническими?

36.  Что называется переменным током? Приведите пример.

Примерный перечень вопросов для проведения текущего контроля знаний

1 вариант

Теоретические вопросы.

1. Вывести АЧХ и ФЧХ для интегрирующей цепи. Построить график АЧХ и ФЧХ для интегрирующей цепи.

2. Изложить методы повышения стабильности работы транзисторного усилителя введением отрицательной обратной связи.

3. Переходные процессы. Получить с помощью преобразования Лапласа временную зависимость заряда конденсатора.

4. Транзисторный усилитель.

5. Вывести АЧХ и ФЧХ для дифференцирующей цепи. Построить график АЧХ и ФЧХ.

6. Частотные характеристики цепей. Понятие АЧХ, ФЧХ. Понятие "децибелл". Применение логарифмического масштаба в электротехнике.

7. Закон Ома для участка цепи с ЭДС. Пример.

8.Показать на примере применение законов Кирхгофа при анализе схемы.

9. Показать на примере применение метода узловых напряжений.

10. Показать на примере применение метода контурных токов.

11. Используя пример схемы продемонстрировать применение законов Кирхгофа и составить топологический граф схемы.

12. Диоды. Условное обозначение диодов. Разновидности диодов, ВАХ.

13. Транзисторы. Общие сведения. Схемы включения транзистора и их ВАХ, h-параметры.

14. Схемы смещения. Расчет схем смещения.

15. Законы коммутации. Функции 1(t), δ(t).

16. Операционный усилитель.

Практические вопросы.

1. Найти нижнюю граничную частоту fн для дифференцирующей цепи с элементами R=100кОм, С=10мкФ.

2. На вход диодного ограничителя подается синусоидальный сигнал амплитудой ±12 В. На выходе образуется сигнал, ограниченный до величины от +5В до +12В. Рассчитать диодный ограничитель.

3. На вход диодного ограничителя подаётся синусоидальный сигнал амплитудой ± 12В. На выходе ограничителя образуется сигнал от+5 до–12В. Рассчитать диодный ограничитель.

4. Рассчитать схемы смещения фиксированным током для каскада с ОЭ, где Uп=10В, параметры рабочей точки Uбэ р. т.=180мВ, Iб р. т.=0,2мА.

5. Расчитать схему смещения фиксированным напряжением для каскада с ОЭ, где Uп=10В, параметры рабочей точки Uбэ р. т.=180мВ, Iб р. т.=0,2мА, Iб макс=0,5мА.

6. Найти ёмкость гасящего конденсатора для питания паяльника с характеристиками Uп»36 В, P=25Вт от сети переменного тока 220В,50Гц.

7. Найти нижнюю граничную частоту fн для дифференцирующей цепи с элементами R=1000Ом, С=1000мкФ.

8. Найти напряжение на выходе операционного усилителя включенного по неинвертирующей схеме, если: R1=20K, R2=100K, входное напряжение -20мВ.

9. Усиление ОУ - 60дБ. Входное напряжение 10 мВ. Найти напряжение на выходе.

10. Найти напряжение на выходе операционного усилителя включенного по инвертирующей схеме, если: R1=20K, R2=100K, входное напряжение -20мВ.

2 вариант

Теоретические вопросы

1. Интегрирующие цепи. Вывод АЧХ и ФЧХ для интегрирующей цепи.

3. Инвертирующий операционный усилитель.

4. Дифференцирующие цепи. Пример расчета цепи с гасящим конденсатором.

5. Неинвертирующий операционный усилитель.

6. Переходные процессы. Законы коммутации. Функции 1(t) и δ(t).

7. Операционный усилитель. Свойства.

8. Анализ переходных процессов классическим методом.

9. Пример использования классического метода при анализе переходного процесса.

10. Анализ переходных процессов операторным методом.

11. Пример использования операторного метода при анализе переходного процесса.

12. Метод контурных токов. Пример.

13. Метод узловых напряжений. Пример.

14. Анализ переходных процессов временным методом. Интеграл Дюамеля.

15. Транзисторный усилитель.

16. Применение законов Кирхгофа при анализе схемы.

17. Закон Ома для участка цепи с ЭДС. Пример.

18. Методы повышения стабильности работы транзисторного усилителя.

19. Законы Кирхгофа. Топологический граф схемы. Пример.

20. Усилитель с низкоомной нагрузкой. (Усилитель мощности).

21. Частотные характеристики цепей. АЧХ, ФЧХ. Понятие "децибелл". Применение логарифмического масштаба в электротехнике.

22. Дифференциальный усилитель.

Практические вопросы

1. Найти нижнюю граничную частоту fн для дифференцирующей цепи с элементами R=100кОм, С=10мкФ. Показать fн на АЧХ.

2. На вход усилителя постоянного тока поступает сигнал с напряжением 5 мВ. Усилитель обеспечивает усиление на 80 дБ. Найти напряжение выходного сигнала.

3. На вход усилителя постоянного тока поступает сигнал, мощность которого 5 мВт. Усилитель обеспечивает усиление на 60 дБ. Найти мощность выходного сигнала.

4. Найти нижнюю граничную частоту fв для интегрирующей цепи с элементами R=100кОм, С=10мкФ. Показать fв на АЧХ.

5. Найти коэффициент передачи интегрирующей цепи на частоте 100 с-1, где R=100кОм, С=0,1 мкФ.

6. Найти коэффициент передачи дифференцирующей цепи на частоте 100 с-1, где R=100кОм, С=0,1 мкФ.

7. На вход усилителя постоянного тока поступает сигнал, мощность которого 5 мВт. Усилитель обеспечивает усиление на 40 дБ. Найти мощность выходного сигнала.

8. На вход усилителя постоянного тока поступает сигнал с напряжением 5 мВ. Усилитель обеспечивает усиление на 60 дБ. Найти напряжение выходного сигнала.

9. На вход неинвертирующего усилителя, где R1 = 1500 Ом, Roc =45 кОм

А= 10000, поступает переменное напряжение 100 мВ. Найти напряжение на выходе усилителя.

10. На вход неинвертирующего усилителя, где R1 = 1 кОм, Roc =1 МОм Uпит=±15 В, поступает постоянное напряжение -20 мВ. Найти напряжение на выходе усилителя.

11. На вход инвертирующего усилителя, где R1 = 10 кОм, Roc =100 кОм, поступает постоянное напряжение +10 мВ. Найти напряжение на выходе усилителя.

12. Найти ёмкость гасящего конденсатора для питания паяльника с характеристиками Uп»36 В, P=25Вт от сети переменного тока 220В, 50Гц.

Критерии оценки ответа

Максимальное количество баллов, которое соответствует полному освоению данной дисциплины в семестре в сумме по всем дисциплинарным модулям, составляет 100.

Текущий рейтинг-контроль включает оценивание в баллах факта и качества выполнения и защиты лабораторных и самостоятельных работ, выступлений на семинарах и практических занятиях, выполнения письменных и устных домашних заданий и расчетно-графических работ, а также других обязательных учебных поручений. Суммарное количество баллов за текущий рейтинг-контроль по мере изучения данной дисциплины в семестре по всем дисциплинарным модулям в зависимости от качества выполнения указанных выше работ может составлять от 30 (минимальное значение) до 40 (максимальное значение) баллов.

Рубежный рейтинг-контроль включает оценивание в баллах знаний, умений и навыков студентов, приобретенных ими в рамках данной дисциплины, и проводится преподавателем в конце изучения дисциплинарного модуля в одной из трех форм: тестирование (компьютерное или письменное), контрольная работа или коллоквиум. Суммарное количество баллов за рубежный рейтинг-контроль в семестре по всем дисциплинарным модулям в зависимости от полноты и качества ответов на контрольные задания может составлять от 20 (минимальное значение) до 60 (максимальное значение) баллов.

Рейтинговые баллы за текущий рейтинг-контроль и рубежный рейтинг-контроль распределяются по дисциплинарным модулям ведущим преподавателем – лектором в зависимости от объема и значимости модуля. Для того, чтобы учесть количество часов и значимость материала модуля в объеме всей дисциплины преподавателем-лектором может быть введен коэффициент веса каждого дисциплинарного модуля, выраженный в долях от единицы.

Преподаватель имеет право по своему усмотрению добавлять студенту за активность на занятиях до 5 баллов в каждом дисциплинарном модуле.

Преподаватель может использовать «штрафы» в виде уменьшения набранных баллов за нарушение сроков выполнения текущей работы по видам, за отказ отвечать на практических (семинарских, лабораторных) занятиях и т. д. Размер штрафов устанавливается в пределах баллов, начисляемых за соответствующий вид текущей работы. Неявка на практические (семинарские, лабораторные) занятия и на промежуточный контроль (отказ от него) оценивается нулевым баллом. При проведении промежуточного контроля преподаватель имеет право добавить вопросы по пропущенным студентом темам занятий дополнительно к общему для всех варианту заданий.

При защите курсовых и выпускных квалификационных работ и отчетов о практике учитывается содержание и оформление работ (отчета о практике) (примерно до 40 баллов), качество доклада (примерно до 20 баллов), уровень защиты (до 40 баллов). Баллы устанавливаются по усмотрению кафедры в соответствии с требованиями к курсовой и выпускной квалификационной работе, отчету о практике.

При необходимом условии выполнения текущей работы (обязательных учебных поручений), которое оценивается набором минимального или большего количества баллов за текущий рейтинг-контроль по каждому дисциплинарному модулю, и набором минимального или большего количества баллов за рубежный рейтинг-контроль по каждому дисциплинарному модулю, что в сумме должно составить 50 баллов или более, студент может получить итоговую оценку по дисциплине по суммарному рейтингу без сдачи экзамена до начала сессии. Полученная итоговая оценка выставляется в ведомость и зачетную книжку в день экзамена во время экзаменационной сессии.

В университете действует следующая шкала пересчета суммарного рейтинга по дисциплине в итоговую оценку по 4-х балльной шкале:

от 61 до 80 – «удовлетворительно»;

от 81 до 90 – «хорошо»;

от 91 до 100 – «отлично».

Минимальное количество баллов в каждом дисциплинарном модуле по каждому виду контроля, необходимое для получения итоговой оценки по дисциплине без сдачи экзамена до начала сессии, является обязательным и не может быть заменено набором баллов в других модулях и по другим видам контроля.

Таблица 1 – Распределение баллов по равноценным дисциплинарным модулям дисциплины в семестре

Виды контроля	Количество модулей в семестре
2 модуля	3 модуля	4 модуля
1	2	1	2	3	1	2	3	4
Текущий рейтинг-контроль	min	15	15	10	10	10	7	8	7	8
max	20	20	13	13	14	10	10	10	10
Рубежный рейтинг-контроль	min	10	10	6	7	7	5	5	5	5
max	30	30	20	20	20	15	15	15	15
Рейтинг по дисциплинарному модулю	min	25	25	16	17	17	12	13	12	13
max	50	50	33	33	34	25	25	25	25
Суммарный рейтинг по дисциплине	min	50	50	50
max	100	100	100
Коэффициенты веса	С1=С2=0,50	С1=С2=0,33; С3=0,34	С1=С2=С3=С4=0,25

При несогласии студента с итоговой оценкой по дисциплине, определенной по суммарному рейтингу, он может сдавать экзамен во время экзаменационной сессии. Экзамен сдается в обязательном порядке также, если студент не набрал минимального количества баллов равного 50 в суммарном рейтинге по дисциплине. При этом допуском к экзамену является выполнение всей текущей работы (обязательных учебных поручений), которое оценивается набором минимального количества баллов (не менее 30) в текущем рейтинг-контроле по всей дисциплине и минимального количества баллов по каждому дисциплинарному модулю.