Экзаменационные вопросы

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

для государственного экзамена выпускников по специальности инженерной подготовки 220201.65 – УПРАВЛЕНИЕ и ИНФОРМАТИКА в ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

ЧАСТЬ I. УПРАВЛЕНИЕ в ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

РАЗДЕЛ 1.1. МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

1. Понятие передаточной функции непрерывной системы. Построение передаточных функций одноконтурной системы с отрицательной обратной связью : «вход-выход», «вход-ошибка» и «возмущение-выход», «возмущение-ошибка» при заданных передаточных функциях прямой ветви «ошибка выход», обратной связи и прямой ветви «возмущение-выход».

2. Составление передаточной функции по структурному представлению

системы.

3. Вычисление передаточной функции по дифференциальному представлению «вход-состояние-выход» системы или объекта управления.

4. Типовые звенья непрерывных систем; частотные характеристики типовых звеньев.

5. Логарифмические амплитудные частотные (ЛАЧХ) и фазовые частотные характеристики, порядок построения асимптотических ЛАЧХ.

6. Построение (В, А, С, D) – дифференциального представления непрерывных систем по их передаточным функциям в канонических и физическом базисах.

7. Интегральное представление непрерывных систем. Свободная, вынужденная, переходная и установившаяся составляющие движения непрерывной системы по состоянию и выходу

8. Свободная, вынужденная, переходная и установившаяся составляющие движения дискретной системы по состоянию и выходу, их вычисление.

9. Вычисление передаточной матрицы (функции) дискретных систем по их (Вd, Ad, Cd, Dd) – представлению «вход-состояние-выход».

10. Управляемость и наблюдаемость. Критерии управляемости и наблюдаемости непрерывных и дискретных ОУ.

РАЗДЕЛ 1.2. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ И ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ

11. Понятие устойчивости. Виды устойчивости: устойчивость по Ляпунову, асимптотическая устойчивость, экспоненциальная асимптотическая устойчивость непрерывных и дискретных систем.

12. Корневые (модальные) условия устойчивости непрерывных и дискретных систем.

13. Алгебраический критерий Рауса - Гурвица устойчивости непрерывных систем.

14. Критерий устойчивости Михайлова.

15. Критерий устойчивости Найквиста

16. Количественные оценки в задаче анализа устойчивости: степень устойчивости, запас устойчивости по фазе и амплитуде, их определение с помощью амплитудно-фазовых частотных характеристик или ЛАЧх и ФЧХ непрерывной системы.

РАЗДЕЛ 1.3. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА НЕПРЕРЫВНЫХ И ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ

17. Показатели качества переходных процессов непрерывных систем при ступенчатом входном воздействии. Связь показателей с локализацией собственных значений матрицы состояния и полюсов передаточной функции системы.

18. Оценка порядка астатизма по передаточным функциям замкнутой системы.

19. Коэффициенты ошибки замкнутой системы при конечномерном задающем входном воздействии.

20. Оценка качества процессов в переходном и установившемся режимах по ЛАЧХ разомкнутой непрерывной системы.

21. Комбинированное управление, условие абсолютной инвариантности.

22. Структурные методы повышения порядка астатизма, комбинированное управление.

РАЗДЕЛ 1.4. МЕТОДЫ СИНТЕЗА НЕПРЕРЫВНЫХ и ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ НА ЗАДАННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПРОЦЕССОВ В ПЕРЕХОДНОМ и УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМАХ

23. Коррекция непрерывных систем с помощью последовательных корректирующих устройств.

24. Алгоритм синтеза модального управления непрерывным объектом при полной измеримости его вектора состояния, использующий решение матричного уравнения Сильвестра.

25. Синтез наблюдающего устройства на основе использования матричного уравнения Сильвестра.

ЧАСТЬ 2. ИНФОРМАТИКА в ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

РАЗДЕЛ 2.1.ВОПРОСЫ ПРИКЛАДНОЙ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ

1. основные фазы и задачи преобразования информации(сообщения) в сигнал, его передачи по каналу связи.

2. Основные понятия и определения: линии (ЛС) и каналы (КС) связи, классификация ЛС по физическим средам, в которых они организованы; типовые топологии(структуры) ЛС; непрерывные, дискретные и двоичные КС; симплекснын, дуплексные и полудуплексные КС; симметричные, несимметричные и с зоной стирания двоичные КС.

3. Вероятностная мера К. Шеннона, энтропия ансамбля случайных символов (сообщений). Избыточность источника сообщений.

4. Скорость передачи информации и пропускная способность канала связи. Условия безошибочной передачи информации без помех.

5. Передача информации по дискретному каналу связи в условиях помех. Оценка технически достижимой пропускной способности в условиях помех.

6. Объем сигнала. Емкость канала связи. Условия согласования объема сигнала с емкостью канала связи.

7. Оптимальное размещение информации, эффективное кодирование, помехозащитное кодирование, обеспечение самосинхронизации кода.

8. Шеннона об эффективном кодировании информации. Алгоритм Шеннона-Фэно эффективного кодирования.

9. Шеннона об эффективном кодировании информации. Алгоритм Хаффмена эффективного кодирования.

10. Использования избыточности для обеспечения помехоустойчивости хранения и передачи информации. Связь кратности обнаруживаемой и исправляемой ошибки с кодовым расстоянием.

11. Основые характеристики помехозащищенного кода: число обнаруживаемых ошибок, оценка Хэмминга числа передаваемых команд, избыточность помехоустойчивых кодов.

РАЗДЕЛ 2.5. ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОТОКОЛЫ и ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ

12. Классификация телемеханических протоколов (ТМ). Храктеристики отечественных ТМ протоколов типа АССТ.

13. Базовые топологии и форматы кодов ТМП.

14. Разработка устройств умножения и деления модулярных многочленов.

15. Булевы функции: свойства дизъюнкции и конъюнкции, формулы де Моргана, ДСНФ и КСНФ, минимизация методами Квайна - Маккласки и карт Карно, булевы производные и их применение.

ЧАСТЬ 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

РАЗДЕЛ 3.1. ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ

16. Потенциометрические измерительные преобразователи. Принцип работы, схемы включения.

17. Тензочувствительные измерительные преобразователи. Принцип работы, схемы включения.

18. Емкостные измерительные преобразователи. Конструктивные особенности. Схемы подключения.

19. Индуктивные измерительные преобразователи. Принцип работы, особенности конструкций.

20. Ультразвуковые измерительные преобразователи. Физические принципы работы.

21. Механическая характеристика двигателя постоянного тока; факторы (внешние, конструктивные, схемные), оказывающие влияние на ее вид.

22. Схема включения двигателя постоянного тока с параллельным или независимым возбуждением.

23. Основные способы регулирования скорости вращения ротора двигателя постоянного тока.

24. Математические модели двигателя постоянного тока и их параметры.

25. Способы пуска и регулирования скорости вращения ротора асинхронных двигателей.

ЛИТЕРАТУРА

К части 1 вопросов:

1.1. , Попов автоматического управления. СПб.:БХВ-Петербург,2003г.

1.2. Синтез дискретных регуляторов при помощи ЭВМ / , , . Л.: Машиностроение, 1983.

1.3. ,Ушаков в условиях неопределенности: чувствительность, адаптация, робастность.- СПб: СПбГИТМО(ТУ),2002.

1.4. , Хабалов основы теории информационных систем в управлении: Под ред. проф. . Учебное пособие для студентов ВУЗов физико-математических и инженерных специальностей.-1-е изд. - Бишкек: «Салам»,2003.

1.5. , Никифоров основы теории систем//Учебное пособие. М.:МГАП, Мир книги,1993.

1.6. Конспекты лекций по дисциплинам Математические основы теории систем, ТАУ, Специальные разделы ТАУ.

К части 2 вопросов:

2.1. Дмитриев теория информации: Учебник для студентов вузов по спец.»Автоматизированные системы обработки информации и управления». – М:. Высш. шк., 1989.

2 2. .Ирвин Дж., Передача данных в сетях: инженерный подход: Пер с англ.-СПб.: БХВ-Петербург, 2003.

2.3. Тутевич . М.: Высшая школа, 1985.

2.4. Компъютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов.2-е изд./ , .- СПб.: Питер, 2004.

2.5. , Ушаков динамические системы дискретной авто-матики / Под ред. . СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005.

2.6. Конспект лекций по дисциплинам Прикладная теория информации и Информационные сети и телекоммуникации.

К части III вопросов:

1.  Сабинин и следящие электромеханические системы: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-петербургское отделение, 2001.-208 с.: ил.

2.  , Сабинин электропривода: Учебник для вузов СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000.- 496 с.: ил.

3.  , , Юрчук и устройства автоматики: Учебник для вузов. - СПб: Политехника, 1995.-472с.: ил.

4.  , В, , Чежин и устройства систем управления. Преобразователи информации: Учебное пособие СПбГУ ИТМО, 2000.

5. Быстров приборы и устройства: Учебное пособие М.: ИП РадиоСофт, 2001.- 256 с.

6. , Ерофеев устройства вычислительной техники, систем контроля и управления: Справочник.- СПб: Политехника, 1994.-608 с.: ил.

Каждый билет экзамена содержит два вопроса: первый – из части I, второй – из частей II или III вопросов.

Электронный вариант вопросов расположен на кафедральном сетевом диске L