ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ 220201.65 – УПРАВЛЕНИЕ и ИНФОРМАТИКА в ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

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 «входсостояние-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
ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ
ЛИНЕЙНЫХ
НЕПРЕРЫВНЫХ
И
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 амплитуднофазовых 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 .
2
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. Теорема К.Шеннона об эффективном кодировании информации. Алгоритм
Шеннона-Фэно эффективного кодирования.
9. Теорема К.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.
3
РАЗДЕЛ 2.5. ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОТОКОЛЫ
РАЗРАБОТКИ ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ
и
ПРОБЛЕМЫ
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. Бесекерский В.А., Попов Е.П.Теория автоматического управления.СПб.:БХВПетербург,2003г.
1.2. Синтез дискретных регуляторов при помощи ЭВМ / В.В. Григорьев, В.Н.
Дроздов, В.В. Лаврентьев, А.В. Ушаков. Л.: Машиностроение, 1983.
1.3. Никифоров В.О. ,Ушаков А.В. Управление в условиях неопределенности:
чувствительность, адаптация, робастность.- СПб: СПбГИТМО(ТУ),2002.
1.4. Акунова А., Баячорова Б.Ж., Ушаков А.В., Хабалов В.В. Математические
основы теории информационных систем в управлении: Под ред. проф. А.В. Ушакова.
Учебное пособие для студентов ВУЗов физико-математических и инженерных
специальностей.-1-е изд. -Бишкек: «Салам»,2003.
1.5. Дроздов В.Н., Никифоров В.О.Математические основы теории
систем//Учебное пособие.М.:МГАП, Мир книги,1993.
1.6. Конспекты лекций по дисциплинам Математические основы теории систем,
ТАУ, Специальные разделы ТАУ.
4
К части 2 вопросов:
2.1. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации: Учебник для студентов вузов
по спец.»Автоматизированные системы обработки информации и управления». – М:.
Высш.шк., 1989.
2 2. .Ирвин Дж., Харль Д. Передача данных в сетях: инженерный подход: Пер с
англ.-СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
2.3. Тутевич В.Н. Телемеханика. М.: Высшая школа, 1985.
2.4. Компъютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов.2е изд./ В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.- СПб.: Питер, 2004.
2.5. Мельников А.А., Ушаков А.В. Двоичные динамические системы дискретной
авто-матики / Под ред. А. В. Ушакова. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005.
2.6. Конспект лекций по дисциплинам Прикладная теория информации и
Информационные сети и телекоммуникации.
К части III вопросов:
1. Сабинин Ю.А. Позиционные и следящие электромеханические системы: Учебное
пособие для вузов. -СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-петербургское отделение,
2001.-208 с.: ил.
2. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов СПб.:
Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000.- 496 с.: ил.
3. Подлипенский В.С., Сабинин Ю.А., Юрчук Л.Ю. Элементы и устройства
автоматики: Учебник для вузов. -СПб: Политехника, 1995.-472с.: ил.
4. Бойков В.И., Быстров С.В, Коровьяков А.Н., Чежин М.С. Элементы и устройства
систем управления. Преобразователи информации: Учебное пособие СПбГУ
ИТМО, 2000.
5. Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебное пособие М.: ИП
РадиоСофт, 2001.- 256 с.
6. Джагупов Р.Г., ЕрофеевА.А. Пьезоэлектронные 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