НИУ ИТМО Каф. Систем управления и информатики Вопросы

НИУ ИТМО
Каф. Систем управления и информатики
Вопросы
к Государственному экзамену по направлению подготовки
27.04.04 ( 220400.68 ) – Управление в технических системах.
2015 – 2016 учебный год.
Раздел 1. Современная теория систем управления
Консультатнт проф. Фуртат И.Б.
1. Адаптивное управление объектами без возмущений с полностью измеряемым
вектором состояния.
2. Адаптивное управление объектами с возмущениями с полностью измеряемым
вектором состояния.
3. Метод расширенной ошибки
4. Алгоритмы адаптации высокого порядка.
5. Модифицированный алгоритм адаптации высокого порядка.
6. Робастная версия последовательного компенсатора (наблюдатель А.А.
Бобцова).
7. Робастный метод вспомогательного контура.
8. Адаптивный алгоритм оценивания параметров внешнего гармонического
возмущения.
9. Управление объектами с запаздыванием по состоянию при полностью
измеряемом векторе состояния.
10.Модифицированный алгоритм адаптации высокого порядка для объектов с
запаздыванием по состоянию.
11.Метод вспомогательного контура для объектов с запаздыванием по
состоянию.
12.Управление объектами с запаздыванием по состоянию при полностью
измеряемом векторе состояния.
Раздел 2. Интегрированные системы проектирования и управления
Консультатнт доц. Сударчиков С.А.
1. Иерархия систем.
2. Определение интегрированной автоматизированной системы управления
(ИАСУ). Состав и структура ИАСУ.
3. Тенденции развития интегрированных систем
4. Принципы построения интегрированных систем управления
5. Основные стадии создания интегрированной автоматизированной системы
управления
6. Организация проектирования интегрированной автоматизированной системы
управления
7. Роль человека в интегрированной автоматизированной системы управления
8. Автоматизированные системы управления технологическими процессами
9. Автоматизированные системы управления гибкими производственными
системами
10.Автоматизированные системы управления предприятием
11.Системы автоматизированного проектирования
12.Автоматизированная система технологической подготовки производства
13.Автоматизированные системы научных исследований
14.Координация компонентов интегрированных систем управления
15.Интегрированные системы и стандарты на системы управления
16.Интегрированные системы и заинтересованные стороны организации
Последовательность расширения интегрированной системы управления
Раздел 3. Сетевые технологии в процессах управления
Консультант проф. Ушаков А.В.
1. Типы информационных сетей (LAN,MAN,WAN –типа). Сетевые топологии.
2. Базовые функциональные компоненты сетевого оборудования: повторители,
концентраторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы.
3. Типовые сетевые технологии: ETHERNET.
4. Типовые сетевые технологии: FDDI.
5. Типовые сетевые технологии: Token Ring.
6. Базовые стеки протоколов: OSI.
7. Базовые стеки протоколов: TCP/IP.
8. Базовые топологии и форматы кодов телемеханических протоколов.
9. Аппаратурный состав пунктов управления и контролируемых пунктов СТМ.
10. Методы обеспечения помехоустойчивости передачи телеметрической
информации.
11.Пример конструирования формата помехозащищенного кода
12.Эвристические и систематические помехозащищенные коды (ПЗК).Примеры
эвристических ПЗК: распределительные коды С25 и С27, инверсный,
корреляционный, итеративный.
13.Систематические помехозащищенные коды (ПЗК): групповые и циклические.
Построение матриц группового ПЗК на примере кода Хэмминга (7,4).
14.Построение аналитических представлений помехозащитного кодирования и
декодирования на примере кода Хэмминга (7,4).
15.Построение генераторов управляющих и тестовых последовательностей с
помощью аппарата передаточных функций. Пример синтеза генератора для
приема кода Хэмминга.
16.Устройства умножения модулярных многочленов.
17.Устройства деления модулярных многочленов.
18.Свойства матриц состояния линейной двоичной динамической системы над
двоичным конечным полем. Пример синтеза генератора скремблирующей
последовательности.
19..Циклические коды. Методы формирования циклических кодов: матричные и
дивидендные.
20.Циклические коды, исправляющие ошибки произвольной кратности . БЧХтехнология формирования образующих модулярных многочленов
циклических кодов.
21.Техническая реализация циклических кодирующих устройств методом
деления модулярных многочленов. Пример.
22.Связь матричных и дивидендных форм представления циклических кодов.
23.Техническая реализация циклических декодирующих устройств.
24.Коррекции циклических кодов с использованием синдрома ошибки
25.Коррекция циклических кодов с использованием квазисиндрома ошибки
26.Двоичное динамическое наблюдение в задаче помехоустойчивого
кодирования.
27.Передаточные функции линейных дискретных устройств телемеханики.
28.Автоматный синтез дискретных устройств телемеханики, базовый алгоритм.
29..Булевы производные. Способы их вычисления. Пример.Область применения.
30.Пример синтеза автоматной реализации дискретного устройства
телемеханики.
Раздел 4. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений
Консультант доц. Быстров С.В.
1. Пьезоэффект. Материалы обладающие пьезоэффектом.
2. Математическая модель пьезоактюатора.
3.Основные характеристики пьезокерамик.
4. Математическое описание гистерезиса.
5. Резонансные пьезодвигатели. Принцип работы особенности конструкций.
6. Характеристики пьезодвигателей.
7.Конструктивные особенности двигателей пакетного типа.
8. Потери в пьезоматериалах.
9. Дифференциальные конструкции пьезодвигателей.
10. Последействие пьезодвигателей.
11. Биморфная конструкция пьезодвигателей.
12. Способы компенсации гистерезиса.
13. Передаточные функции пьезодвигателей.
14. Основные характеристики пьтезодвигателей.
15. Пьезоматериалы системы ЦТС.
16. Функциональная схема цифровой системы позиционирования.
17. Структурная схема пьезопривода.
18. Природные пьезоматериалы их особенности и характеристики.
19. Прямой и обратный пьезоэффекты.
20. Основные характеристики, определяющие механические свойства
пьезоактюаторов.
21. Основные пьезоэлектрические характеристики пьезоактюаторов.
21. Гистерезис. Причины появления. Способы компенсации.
22. Состав аппаратных средств цифровой системы позиционирования.
23.Элементарная модель пьезоактюатора.
24. Шаговые пьезодвигатели. Особенности конструкций и управления.
25. Технология изготовления пьезокерамики.
Раздел 5. Цифровые системы управления
Консультант проф. Григорьев В.В.
1. Обобщенная функциональная схема системы с цифровым управлением.
2. Проектирование динамического регулятора с устройством оценки полной
размерности.
3. Принципы построения регуляторов для цифровых систем.
4. Построение цифровых регуляторов со встроенной моделью.
5. Дискретизация процессов и моделей объектов управления на
основе амплитудно-импульсной модуляции.
6. Синтез цифрового интегрального регулятора для систем с одним входом и
выходом.
7. Построение модели объекта управления с элементом амплитудноимпульсной модуляции и непрерывной линейной частью.
8. Решение задачи модального управление на основе принципа эталонной модели.
9. Построение моделей внешних воздействий.
10. Проектирование динамического цифрового регулятора с устройством оценки
пониженной размерности.
11. Дискретное преобразование Лапласа и основные его свойства.
12. Передаточные функции цифровых объектов и замкнутых систем.
13. Построение цифрового динамического регулятора с устройством оценки полной
размерности.
14. Классические виды устойчивости цифровых систем.
15. Качественная экспоненциальная устойчивость цифровых систем.
16. Проектирование цифрового интегрального регулятора для систем с одним
входом и выходом.
17. Метод Ляпунова для анализа свойства устойчивости цифровых систем.
18. Решение задачи модального управление на основе принципа эталонной модели.
19. Необходимые и достаточные корневые условия устойчивости цифровых систем.
20. Проектирование цифровых регуляторов со встроенной моделью.
21. Анализ переходной и установившихся составляющих динамических процессов
цифровых систем при внешних воздействиях.
22. Принципы построения цифровых динамических регуляторов.
23. Уравнения Ляпунова для исследования различных видов устойчивости
цифровых систем.
24. Формирование моделей внешних воздействий.
25. Матричные коэффициенты ошибок.
26. Проектирование цифровых регуляторов со встроенной моделью.
27. Построение регуляторов для цифровых систем стабилизации на основе
принципа Беллмана.
28. Формы задания уравнений движения цифрового объекта (системы) в виде
разностных уравнений.
29. Основы и постановка задачи модального управления цифровыми объектами.
30. Дискретизация процессов и моделей объектов управления на
основе амплитудно-импульсной модуляции.
31. Задача модального управления.
32. Необходимые и достаточные корневые условия устойчивости цифровых систем.
33. Проектирование устройств оценки пониженной размерности.
34. Построение модели объекта управления с элементом амплитудноимпульсной модуляции и непрерывной линейной частью.
Литература
1.
Бобцов А.А. Адаптивное и робастное управление неопределенными
системами по выходу. – СПб.: Наука, 2011. – 174 с.
2.
Григорьев В.В., Лукьянова Г.В., Сергеев К.А. Современная теория
систем управления. Учебное пособие. 2009,- 264 с
3.
Дударенко Н.А., Слита О.В., Ушаков А.В. Математические основы
современной теории управления: аппарат метода пространства состояний:
учебное пособие. / Под ред. Ушакова А.В. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. – 323 с.
4.
ГОСТ 26.205 – 88:Комплексы и устройства телемеханики (Общие
технические условия)
5.
Компъютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для
вузов.24-е изд. /В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. -СПб.:Питер,2010.
6.
Ушаков А.В., Быстров П.С., Нуйя О.С. Сетевые технологии в процессах
управления: Учебное пособие для вузов. – СПб. НИУ ИТМО, 2012. 350с.
7.
Мансурова О.К. Интегрированные системы проектирования и
управления Учебное пособие. 2009,- 283 с.
8.
Информационная
поддержка
жизненного
цикла
изделий
машиностроения: принципы, системы и технологии CALS /ИПИ : Учебное
пособие для студентов высших учебных заведений. / А.Н. Ковцов, Ю.Ф.
Назаров, И.М. Ибрагимов, А.Д. Никифоров. – М.: Издательский центр
«Академия», 2007. – 304 с
9.
Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУ ТП. Проектирование и
разработка. Учеб.-практ. пособие. – М.: Инженерие, 2008.
10. Бобцов А.А., Быстров С.В., Бойков В.И., Григорьев В.В.
Исполнительные устройства и системы для микроперемещений. Учебное
пособие НИУИТМО, 2010, 134 с.
11. Григорьев В.В., Быстров С.В., Бойков В.И., Болтунов Г.И., Мансурова
О.К. Цифровые системы управления.- Учебное пособие – СПб: СПбГУ
ИТМО, 2011. – 133 с.