УТВЕРЖДАЮ Директор института ИиТТ _____________Ахметов Б. С. “___” ______________ 2015 г.

УТВЕРЖДАЮ
Директор института ИиТТ
_____________Ахметов Б. С.
“___” ______________ 2015 г.
Вопросы для поступления в магистратуру
по специальности 6M071600–Приборостроение
на 2015/2016 учебный год
Основы автоматики
1. Основные понятия автоматики и введение в теорию автоматического
управления. Определения. Задачи дисциплины. Основные принципы
регулирования и управления.
2. Математический аппарат линейной теории автоматического
управления. Математические модели САУ. Нелинейность динамических
моделей.
3. Комплексная передаточная функция. Описание линейных систем в
пространстве состояний, управляемость, наблюдаемость. Преобразование
Лапласа, передаточные функции.
4. Оценка функционирования САУ. Оценка статических свойств. Оценка
динамических свойств системы. Качественные характеристики САУ.
5. Типовые динамические звенья и структурные схемы САУ.
Усилительное звено. Апериодическое звено первого порядка. Колебательное
звено. Передаточная функция интегрирующего звена. АФЧХ интегрирующего
звена.
6. Структурные схемы САУ. Последовательное соединение звеньев.
Параллельное соединение звеньев. Параллельно-встречное соединение
звеньев.
7. Устойчивость САУ. Математическая оценка устойчивости.
Алгебраический критерий устойчивости Гурвица.
8. Частотные критерии устойчивости. Критерий устойчивости
Михайлова. Критерий устойчивости Найквиста.
9. Методы синтеза САУ. Законы регулирования в линейных непрерывных
САУ. Аппроксимация сложных объектов управления совокупностью
нескольких ТДЗ. Коррекция линейных САУ.
10. Элементы автоматики и их характеристики. Классификация элементов
автоматики. Задающие устройства. Устройство сравнения.
11. Исполнительные приводы систем автоматики. Основные понятия,
определения. Гидро- и пневматические ИП. Электромеханический
исполнительный привод (ЭМИП).
12. Измерительные элементы автоматики. Датчики. Измерительный
преобразователь. Измерительный прибор. Измерительная установка.
Измерительная система. Разрешение. Дрейф.
13. Электромагнитные устройства. Устройства и применения. Порядок
расчета электромагнитного устройства. Характеристики ЭУ.
14. Коммуникации в САУ. Мера информации. Модель процесса
коммуникации в телемеханике. Количественные характеристики систем
коммуникации.
15. Модель взаимодействия открытых систем (ВОС). Цели и уровни ВОС.
Протокол аавтоматизации производства. Сбор данных в САУ. Три основных
способа сбора данных от датчиков и передачи их к более высоким в иерархии
устройствам и в центр управления.
Микропроцессорные системы и комплексы
1.
Архитектура
микропроцессорных
систем.
Философия
микропроцессорной техники. Режимы работы микропроцессорной техники.
Типы микропроцессорных систем. Шинная структура связей.
2. Обмен информацией в микропроцессорных системах. Шины
микропроцессорной системы. Циклы обмена информацией. Прохождение
информации по магистрали.
3. Процессорные устройства. Адресация операндов и регистры
процессора. Методы адресации. Сегментирование памяти. Адресация байтов
и слов. Система команд процессора. Команды пересылки данных.
Арифметические команды. Логические команды. Команды переходов.
4. Интегрированная среда разработки программ. Программирование на
языке PICBasic. Основные возможности среды разработки. Компилятор
программного кода. Применение метода компьютерного моделирования при
разработке электронных схем на базе PIC микроконтроллеров.
5. Микроконтроллеры. Порты ввода-вывода. Регстры специального
назначения. Программирование PIC микроконтроллеров. Устройства на PIC
микроконтроллерах.
6. Общие сведения о системе команд. Перечень и форматы команд.
Основные команды для управления приводам. Команды вывода информации
на дисплей. Обработка сигналов с аналоговых и цифровых датчиков.
7. Команды работы с байтами, битами. Команды управления и работы с
константами. Особенности программирования и отладки. Особенности ввода
сложных уравнений при программировании микроконтроллера.
Микроэлектороника
1. Введение в микроэлектронику. Место микроэлектроники в сфере
высоких технологий. Основные задачи микроэлектроники.
2. Интегральные микросхемы. Общие сведения. Принцип интеграции.
Понятия: интегральная микросхема (ИМС), элементы и компоненты ИМС.
Классификация ИМС. Основные параметры ИМС.
3.
Интегральные
транзисторные
структуры.
Классификация
транзисторных структур.
4. Интегральный биполярный транзистор. Эпитаксиально-планарный
транзистор. Физические основы работы. Малосигнальные параметры.
5. Интегральные униполярные транзисторы. МДП-транзисторы с
индуцированным каналом. МДП-транзисторы со встроенным каналом.
Комплементарные структуры.
6. Полевой транзистор на гетероструктурах. V-МДП-транзисторы.
7. Перспективные транзисторные структуры. Транзисторы со
сверхтонким основанием. Транзистор с управляемой проводимостью канала.
FinFET-транзистор. Вертикальные МОП-транзисторы. Арсенид-галлиевые
транзисторы. Транзистор с проницаемой базой.
8. Технологические основы микроэлектроники. Подготовительные
операции. Сборочные операции.
9. Элементная база интегральных схем. Способы изоляции элементов.
Интегральные диоды, резисторы, конденсаторы.
10. Интегральные схемы. Логические элементы на биполярных
транзисторах. Логические элементы на МДП-транзисторах. Логические
элементы на совмещенных транзисторах.
11. Основы цифровой схемотехники. Транзисторные ключи. Переходные
процессы в биполярном ключе. Ключ с барьером Шоттки. МДПтранзисторные ключи.
12. Бистабильные ячейки и триггеры. Триггер Шмитта.
13. Основы аналоговой схемотехники. Составные транзисторы
14. Базовые матричные кристаллы.
15.
Перспективные
развития
микроэлектроники.
Основы
наноэлектроники.
Контрольно-измерительные приборы
1. Основы техники измерений физических величин. Метрологические
характеристики средств измерений. Функция преобразования, погрешность,
чувствительность, диапазон измерений, вариация показаний.
2. Измерительные системы. Основные части измерительной системы.
Датчики, преобразователи сигнала, устройства отображения. Передаточная
функция системы. Калибровка, первичные эталоны.
3. Классификация погрешностей. Систематические погрешности:
абсолютная, относительная, приведенная погрешности СИ. Методическая,
инструментальная погрешности.
4. Статистические модели случайных погрешностей измерений. Формы
записи результатов измерений. Закон распределения случайной величины.
Доверительная вероятность.
5. Измерение неэлектрических величин. Схемы включения
измерительных преобразователей. Методы прямого, компенсационного,
дифференциального
преобразования.
Основные
характеристики
измерительных преобразователей.
6.
Динамические
свойства
измерительных
преобразователей.
Амплитудная,
фазовая
погрешности
вынужденных
колебаний
преобразователей.
Первичный,
унифицированный
преобразователь.
Классификация измерительных преобразователей. Генераторные и
параметрические датчики. Фотоэлектрические преобразователи. Функция
преобразования. Погрешности измерений Фотоэлементы с внешним и
внутренним фотоэффектом (фоторезисторы). Емкостные преобразователи.
Измерительные цепи с емкостными преобразователями.
7. Тепловые преобразователи. Материал преобразователей. Термисторы,
терморезисторы,
термометры
сопротивления.
Ионизационные
преобразователи. Функция преобразования. Погрешности измерений.
8.
Реостатные
преобразователи.
Реостатный
уровнемер.
Тензорезисторные преобразователи. Функция преобразования. Погрешности
измерений.
9. Индуктивные преобразователи. Трансформаторные преобразователи.
Индуктивный манометр. Магнитоупругие преобразователи. Функция
преобразования. Погрешности измерений
10. Электролитические преобразователи сопротивления. Принцип
действия и погрешности. Интегрирующий акселерометр. Полярографические
преобразователи. Функция преобразования. Погрешности измерений.
11. Пьезоэлектрические преобразователи. Прямой и обратный
пьезоэффекты. Применение. Индукционные преобразователи. Функция
преобразования. Погрешности измерений. Применение.
12. Термоэлектрические преобразователи. Уравнение термоЭДС.
Термоэлектрические пирометры. Радиационные пирометры. Функция
преобразования. Погрешности измерений
13. Микропроцессоры в приборах. Программируемые приборы.
Применение
микропроцессорных
систем
измерения.
Схема
микропроцессорной системы.
14. Основные элементы микропроцессорных систем. Микропроцессоры.
Основные элементы микроконтроллера. Системы сбора данных.
Зав. кафедрой РТиТСА
К. А. Ожикенов