Программа вступительного экзамена по дисциплине специальности для поступающих в аспирантуру

Утверждаю

Ректор НАЧОУ ВПО СГА

«27» марта 2014 г.

ПРОГРАММА

вступительного ЭКЗАМЕНА ПО ДИСЦИПЛИНЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ
В аспирантуру

Код и наименование направления подготовки

09.06.01 Информатика и вычислительная техника

Шифр и наименование научной специальности

05.13.06

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ (ПО ОТРАСЛЯМ)

Кафедра "Информатики"

Рассмотрено и одобрено на заседании Ученого совета НАЧОУ ВПО СГА

протокол от 25 марта 2014 г.

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
И ПРОИЗВОДСТВАМИ (ПО ОТРАСЛЯМ)

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ

РАЗДЕЛ 1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

Тема 1 Введение в теорию управления

Основные понятия теории управления: цели и принципы управления, динамические системы. Математическое описание объектов управления: пространство состояний, передаточные функции, структурные схемы. Основные задачи теории управления: стабилизация, слежение, программное управление, оптимальное управление. Классификация систем управления. Автоматические и автоматизированные системы управления (АСУ) технологическими процессами (ТП) и производствами. Основные подходы к анализу и синтезу автоматических и автоматизированных управляемых систем.

Структуры систем управления: разомкнутые системы, системы с обратной связью, комбинированные системы. Динамические и статические характеристики систем управления: переходная и весовая функции и их взаимосвязь, частотные характеристики. Типовые динамические звенья и их характеристики.

Тема 2 Математическое описание линейных непрерывных систем автоматического управления (САУ)

Структурный метод анализа линейных непрерывных систем управления. Составление уравнений линейных непрерывных звеньев и систем. Линеаризация нелинейных звеньев. Структурные схемы линейных непрерывных систем управления и их преобразования. Передаточные функции звеньев линейных непрерывных систем управления. Структурные преобразования линейных непрерывных систем управления. Временные и частотные характеристики линейных непрерывных систем управления и их звеньев. Типовые звенья линейных непрерывных САУ и их динамические характеристики.

Тема 3 Анализ линейных непрерывных систем управления

Понятие об устойчивости систем управления. Устойчивость по Ляпунову, асимптотическая, экспоненциальная устойчивость. Устойчивость по первому приближению. Функции Ляпунова. Теоремы об устойчивости и неустойчивости.

Устойчивость линейных стационарных систем. Критерии Ляпунова, Гурвица, Михайлова. Устойчивость линейных систем с обратной связью: критерий Найквиста.

Установившийся процесс и точность линейных непрерывных САУ. Условия астатизма систем управления.

Качество процессов управления в линейных динамических системах. Показатели качества переходных процессов. Методы оценки качества переходных процессов.

Тема 4 Анализ линейных импульсных систем управления

Классификация дискретных систем управления. Уравнения импульсных систем во временной области. Разомкнутые системы. Описание импульсного элемента. Импульсная характеристика приведенной непрерывной части. Замкнутые системы. Уравнения разомкнутых и замкнутых импульсных систем относительно решетчатых функций. Z-преобразование решетчатых функций и его свойства. Передаточная, переходная и весовая функции импульсной системы. Анализ устойчивости линейных импульсных систем управления. Анализ качества установившихся и переходных процессов линейных импульсных систем управления.

Тема 5 Анализ нелинейных систем управления

Математическое описание нелинейной системы управления. Типовые нелинейные элементы. Виды линеаризации нелинейных элементов. Процессы в нелинейных систем управления. Исследование нелинейных систем управления на фазовой плоскости. Анализ устойчивости нелинейных систем управления. Методы исследования устойчивости Ляпунова. Критерий абсолютной устойчивости Попова. Применение метода гармонической линеаризации для исследования динамических процессов в нелинейных системах управления. Нелинейные дискретные (релейные, цифровые) системы управления, особенности их динамики.

Тема 6 Коррекция динамических свойств систем управления

Постановка задачи коррекции систем управления. Последовательные корректирующие звенья. Параллельные корректирующие звенья – обратные связи. Синтез корректирующих устройств по логарифмическим частотным характеристикам.

Тема 7 Основы теории оптимального управления

Оптимальное управление. Постановка задачи оптимизации систем управления. Классификация оптимальных систем. Задачи оптимизации. Принцип максимума Понтрягина. Метод динамического программирования Беллмана. Современные системы управления и перспективы их развития.

РАЗДЕЛ 2 ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Тема 1 Задачи и методы оптимизации

Постановка задач математического программирования. Допустимое множество и целевая функция. Формы записи задач математического программирования. Классификация задач математического программирования.

Постановка задачи линейного программирования. Стандартная и каноническая формы записи. Допустимые множества и оптимальные решения задач линейного программирования. Выпуклые множества. Симплекс-метод.

Теория двойственности в линейном программировании.

Локальный и глобальный экстремум. Необходимые условия безусловного экстремума дифференцируемых функций. Необходимые условия экстремума дифференцируемой функции на выпуклом множестве. Необходимые условия Куна-Таккера. Задачи об условном экстремуме и метод множителей Лагранжа.

Необходимые и достаточные условия экстремума дифференцируемой выпуклой функции на выпуклом множестве и их применение.

Классификация методов безусловной оптимизации. Скорости сходимости. Методы первого порядка. Градиентные методы. Методы второго порядка. Метод Ньютона и его модификации.

Основные подходы к решению задач с ограничениями. Классификация задач и методов.

Методы и задачи дискретного программирования. Задачи целочисленного линейного программирования. Методы отсечения Гомори. Метод ветвей и границ. Задача о назначениях. Венгерский алгоритм. Задачи оптимизации на сетях и графах.

Тема 2 Задачи и методы принятия решений

Постановка задач принятия решений. Классификация задач принятия решений. Методы получения экспертной информации. Шкалы измерений, методы экспертных измерений.

Методы многокритериальной оценки альтернатив. Классификация методов. Множества компромиссов и согласия. Функция полезности. Аксиоматические методы многокритериальной оценки. Прямые методы многокритериальной оценки альтернатив. Методы аппроксимации функции полезности. Деревья решений.

Принятие решений в условиях неопределенности. Виды неопределенности. Статистические модели принятия решений. Критерии Байеса-Лапласа, Гермейера, Бернулли-Лапласа, максиминный (Вальда), минимаксного риска Сэвиджа, Гурвица, Ходжеса-Лемана и др.

Нечеткие множества. Основные определения и операции над нечеткими множествами. Нечеткие отношения, операции над отношениями, свойства отношений. Принятие решений при нечетком отношении предпочтений на множестве альтернатив.

РАЗДЕЛ 3. ИНФОРМАЦИОННОЕ, ПРОГРАММНОЕ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ

Тема 1 Информационное обеспечение процессов автоматизации

Понятие данных, системы данных. Объекты данных. Атрибуты объектов. Структуры данных. Идентификаторы объекта данных, ключевые элементы данных. Базы данных (БД). Распределенные БД. Модели данных.

Системы управления базами данных (СУБД). Особенности управления распределенными базами данных и системы управления распределенными БД.

Проектирование БД. Жизненный цикл БД. Концептуальная модель. Логическая модель.

Языки, используемые в БД. Уровни абстракции для описания данных.

Тема 2 Программное обеспечение АСУ

Организация программного обеспечения (ПО) АСУ. Технологии структурного и объектно-ориентированного программирования.

Методические и инструментальные средства разработки модульного программного обеспечения АСУ.

Виды и компоненты ПО. Операционные системы (ОС). Трансляторы. Эмуляторы. Прикладное ПО. Понятие системы сквозного проектирования.

Моделирующие системы в АСУ.

Состав и структура графической подсистемы АСУ.

Тема 3 Инструментальное обеспечение АСУ

Теоретические основы, средства и методы промышленной технологии создания АСУТП, АСУП, АСТПП и др. Модели и методы идентификации производственных процессов, комплексов и интегрированных систем управления.

Использование методов автоматизированного проектирования для повышения эффективности разработки и модернизации АСУ.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Рудинский, И. Д. Технология проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления [Электронный ресурс]: учебное пособие/ — Электрон. текстовые данные.— М.: Горячая линия - Телеком, 2011.— 304 c.— Режим доступа: http://www. *****/12057.— ЭБС «IPRbooks».

2. Коновалов, Б. И. Теория автоматического управления [Текст] / , . – М. : Лань, 2010

3. Лесин, В. В. Основы методов оптимизации [Текст] : учеб. пособие для вузов
/ . – СПб. : Лань, 2011.

4. Орлов, С. А. Технологии разработки программного обеспечения [Текст] : учебник для вузов / . – 4-е изд. – М. : Мир книг, 2012.

5. Теплова, Я. О. Введение в методы и алгоритмы принятия решений [Текст]
/ . – М. : Форум, 2011.

Дополнительная

1. Васильев, В. П. Методы оптимизации [Текст] / . – М. : МЦНМО, 2011.

2. Иванова, Г. С. Технология программирования [Текст] / . – М. : КноРус, 2011.

3. Коновалов, Б. И. Теория автоматического управления [Текст] / , . – М. : Лань, 2010.

4. Корпоративные информационные системы управления [Текст] / Под ред.
, . – М. : Инфра-М, 2011.

5. Кочетков, В. П. Основы теории управления [Текст] : учеб. пособие / . – Ростов-на-Дону : Феникс, 2011.

6. Мендель, А. В. Модели принятия решений [Текст] / . – М. : Юнити-Дана, 2010.

7. Советов, Б. Я. Базы данных: теория и практика [Текст] / . – М. : Юрайт, 2011.

8. Схиртладзе, А. Г. Технологические процессы автоматизированного производства [Текст] / . – М. : Академия, 2011.

9. Мартемьянов, системы. Концепции построения и обеспечения безопасности [Электронный ресурс]: учебное пособие/ , Яковлев Ал. В., Яковлев Ан. В.— Электрон. текстовые данные.— М.: Горячая линия - Телеком, 2011.— 332 c.— Режим доступа: http://www. *****/12009.— ЭБС «IPRbooks».

Разработчики

, канд. тех. наук, проф., проф. кафедры «Информатика»

________________________

, канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры «Информатика»

________________________

Эксперт

,

док. тех. наук, профессор, зав. кафедрой Менеджмента информационных

технологий и международного туризма Российской международной академии туризма (РМАТ)

______________

, канд. тех. наук, доц., заведующая кафедрой «Информатика»______________