ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН ВОПРОСЫ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ 15.03.06 «Интеллектуальные технологии в робототехнике»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН
ВОПРОСЫ ДЛЯ БАКАЛАВРОВ
15.03.06 «Интеллектуальные технологии в робототехнике»
Вопросы по курсу «Основы автоматического управления»
(составитель В.В. Григорьев)
1. Принципы построения систем автоматического управления (САУ). Обобщенная
функциональная схема САУ.
2. Математические модели описания движения непрерывных САУ.
Линеаризация уравнений движения.
3. Математические модели описания движения дискретных САУ.
Передаточные функции дискретных систем.
4. Структурные преобразования последовательного и параллельного соединения элементов
и элементов с обратными связями.
5. Структурные свойства математических моделей динамических объектов: управляемость
и наблюдаемость.
6. Понятие о типовых динамических звеньях. Виды типовых звеньев и их свойства.
7. Устойчивость непрерывных систем управления: основные определения, корневой и
алгебраический критерии устойчивости.
8. Метод Ляпунова для исследования устойчивости непрерывных систем
9. Корневые необходимые и достаточные условия устойчивости линейных непрерывных
систем.
10. Использование критерия Гурвица для построения областей устойчивости в плоскости
параметров.
11. Устойчивость дискретных систем управления: основные определения и корневой
критерий устойчивости.
12. Критерий устойчивости Найквиста.
13. Частотный критерий устойчивости Михайлова.
14. Показатели качества САУ (динамические, точностные, косвенные).
15. Показатели качества, определяемые по переходной функции.
16. Вычисление переходных процессов дискретных систем на основе использования
дискретного преобразования Лапласа.
17. Коэффициенты ошибок по задающему воздействию.
18. Методы повышения точности САУ.
19. Повышение точностных свойств системы увеличением коэффициента передачи
разомкнутого контура системы.
20. Повышение точностных свойств системы введением интегрирующих и изодромных
звеньев в контур ошибки системы.
21. Анализ точности систем при гармонических воздействиях
22. Синтез прямых связей для обеспечения нулевой ошибки в установившемся режиме на
заданный класс внешних воздействий.
23. Частотные характеристики линейных непрерывных систем.
24. Синтез желаемой ЛАЧХ на основе метода Солодовникова В.В.
25. Синтез желаемой ЛАЧХ на основе показателя колебательности.
26. Формирование низкочастотных асимптот желаемой ЛАЧХ по заданным точностям
отработки типовых сигналов.
27. Коррекция непрерывных систем с помощью последовательных корректирующих
устройств
I.
1
28. Синтез стабилизирующих управлений для объектов с одним входом методом
модального управления.
29. Синтез интегральных регуляторов для следящих систем с одним входом и выходом.
30. Синтез регуляторов для следящих систем с одним входом и одним выходом с
использованием метода встроенной модели.
31. Формирование дискретной эталонной модели по соответствующей непрерывной
эталонной модели. Связь корней характеристического полинома непрерывной эталонной
модели с корнями дискретной эталонной модели.
32. Синтез интегральных регуляторов дискретных систем. Метод встроенной модели.
33. Непрерывные устройства оценки вектора состояний полной размерности.
34. Синтез дискретного устройства оценки полной размерности методом модального
управления.
35. Синтез дискретного устройства оценки пониженной размерности методом модального
управления.
36. Непрерывные устройства оценки вектора состояний пониженной размерности.
37. Построение динамических регуляторов с устройствами оценки состояния.
38. Повышение точности систем управления с использованием метода встроенной модели.
II. Вопросы по курсу «Информационные сети и телекоммуникации» (составитель
О.С.Нуйя)
1. Типы информационных сетей (LAN,MAN,WAN –типа). Сетевые топологии.
2. Типовые сетевые технологии: ETHERNET, FDDI, Token Ring.
3. Базовые стеки протоколов: OSI и TCP/IP.
4. Классификация телемеханических протоколов. Основные понятия и определения.
Характеристики отечественных телемеханических протоколов типа АССТ.
5. Характеристики отечественных ТМ-протоколов (ТМП) типа АССТ
6. Базовые топологии и форматы кодовТМП.
7. Методы обеспечения помехоустойчивости передачи ТМ-информации
8. Эвристические и систематические помехозащищенные коды (ПЗК).Примеры
эвристических ПЗК: распределительные коды С25 и С27, инверсный, корреляционный,
итеративный.
9. Систематические ПЗК: групповые и циклические. Построение матриц группового ПЗК на
примере
кода Хэмминга (7,4).
10.Построение аналитических представлений помехозащитного кодирования и
декодирования на примере ПЗК Хэмминга (7,4).
11.Построение генераторов управляющих и тестовых последовательностей с помощью
аппарата передаточных функций. Пример синтеза генератора для приема кода Хэмминга.
12..Синтез дискретных устройств СТМ в логике произвольных линейных триггеров с
использованием концепции подобия.
13.Циклические коды. Методы формирования циклических кодов: матричные и
дивидендные.
14.Требования, предъявляемые к образующему модулярному многочлену циклического кода
(ММ ЦК).
15.Циклические коды, исправляющие ошибки произвольной кратности. БЧХ-технология
формирования образующих ММ ЦК
16.Техническая реализация циклических кодирующих устройств на устройствах умножения
модулярных многочленов. Пример.
17.Техническая реализация циклического кодирующего устройства на устройствах деления
модулярных многочленов. Пример.
18.Связь матричных и дивидендных форм представления циклических кодов.
19.Техническая реализация циклических декодирующих устройств.
2
20.Коррекция циклических кодов с использованием синдрома ошибки
21.Коррекция циклических кодов с использованием квазисиндрома ошибки
22.Укороченные коды: построение матриц кода и особенности коррекции .
23.Двоичное динамическое наблюдение в задаче помехоустойчивого кодирования.
24. Оптимальный прием ТМ-информации в условиях флуктуационных помех
25. Аналитическое описание функциональных компонентов: булевы функции, свойства
дизъюнкции и конъюнкции, формулы де Моргана.
26. Минимизация булевых функций методамим Квайна-Маккласки и карт Карно; булевы
производные, способы их вычисления и область применения.
27. Триггеры типов D, RS, T и JK. Их функции, таблицы перехода и возбуждения;
возможность реализации одного типа триггера на основе другого.
28. Особенности технической реализации цифровых устройств на элементах типа
мультиплексоры и демультиплексоры, ППЗУ и ПЛМ.
III Вопросы по курсу «Электромеханические системы» (составитель М.С. Чежин)
1. Двигательный и тормозные режимы работы электрической машины.
2. Математическая модель двигателя постоянного тока.
3. Характеристики двигателя постоянного тока.
4. Бесконтактный двигатель постоянного тока.
5. Сравнение бесконтактного двигателя постоянного тока и обычного ДПТ.
6. Типы и конструкция асинхронных двигателей.
7. Основные параметры и характеристики асинхронного двигателя
8. Управление асинхронными двигателями.
9. Синхронные двигатели, конструкция и основные характеристики.
10. Шаговый двигатель, управление и основные характеристики.
11. Конструкции электромагнитных двигателей.
12. Двигатели микроперемещений, назначение, типы конструкции.
13. Принцип работы широтно-импульсного преобразователя.
14. Принцип работы управляемого выпрямителя.
15. Типовые законы регулирования.
16. Подчиненное управление в электромеханических системах.
IV Вопросы по курсу «Преобразователи информации систем управления»
(составитель С.В. Быстров)
1. Тахогенераторы переменного и постоянного тока, особенности конструкций
характеристики.
2. Потенциометрические датчики. Особенности конструкции, основные характеристики.
3. Фотопотенциометр. Особенности конструкции, основные характеристики.
4. Емкостные датчики. Особенности конструкции, основные характеристики.
5. Схемы подключения емкостных датчиков.
6. Индуктивные датчики. Особенности конструкции и схем включения.
7. Диференциальный индуктивный датчик.
8. Трансформаторные индуктивные датчики.
9. Пьезоэлектрические датчики. Особенности конструкукции, схемы включения.
10.Ультразвуковые измерительные преобразователи.
11.Безэталонные ультразвуковые толщиномеры. Особенности конструкции, основные
характеристики.
3
и
12.Оптикоэлектронные преобразователи. Обобщенные функциональная и оптическая схемы.
13.Основные характеристеки излучений и единицы измерения.
14.Координатные фотоприемники. Особенности конструкции, основные характеристики.
15.Потенциометрические преобразователи. Принцип работы, схемы включения.
16. Индуктивные преобразователи. Принцип работы , особенности конструкций.
17. Индикаторный и трансформаторный режимы работы сельсинов.
18. Особенности построения и принципы действия емкостных датчиков малых
перемещений.
19. Координатные фотоприемники. Назначение, особенности конструкции и схемы
включения.
20. Ультразвуковые измерительные преобразователи. Физические принципы работы.
ЛИТЕРАТУРА
К части I вопросов:
1.1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория автоматического управления.СПб.:БХВПетербург,2003г.
1.2
Дударенко Н.А., Нуйя О.С., Сержантова М.В., Слита О.В., Ушаков А.В.
Математические основы теории систем: лекционный курс и практикум. Учебное пособие
для высших учебных заведений / Под ред. А. В. Ушакова – изд. 2–е, расширенное и
дополненное.– СПб.: НИУ ИТМО , 2014. 292 с., 15 ил.
1.3
Григорьев В.В., Лукьянова Г.В., Сергеев К.А. Современная теория систем
управления. Учебное пособие. 2009,- 264 с
К части II вопросов:
2.1. Ушаков А.В. Прикладная теория информации: элементы теории и практикум: учебное
пособие /Под ред. А.В.Ушакова. – СПб.: СПбГУИТМО.2012.–326с.
2.2. Компъютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов.2-е изд./
В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.- СПб.: Питер, 2004.
2.3. Мельников А.А., Ушаков А.В. Двоичные динамические системы дискретной автоматики / Под ред. А. В. Ушакова. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2005.
К части III вопросов:
3.1 Бобцов А.А., Быстров С.В., Бойков В.И., Григорьев В.В. Исполнительные устройства и
системы для микроперемещений. Учебное пособие НИУИТМО, 2010, 134 с.
3.2 Усольцев А.А. Электрические машины автоматических устройств /Учебное пособие. СПб:
СПбГУ ИТМО, 2011, – 213 с
3.3 Сабинин Ю.А. Позиционные и следящие электромеханические системы: Учебное пособие
для вузов. -СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-петербургское отделение, 2001.-208 с.: ил.
3.4 Бойков В.И., Быстров С.В, Коровьяков А.Н., Чежин М.С. Элементы и устройства систем
управления. Преобразователи информации: Учебное пособие СПбГУ ИТМО, 2000.
3.5 Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства: Учебное пособие М.: ИП
РадиоСофт, 2001.- 256 с.
Каждый билет экзамена содержит два вопроса: первый – из части I, второй – из частей II
или III вопросов.
Зам. зав. каф. СУ и И по учебной работе
4
В.И. Бойков