ВОПРОСЫ
технологических процессов и производств”
I. Теория автоматического управления.
1. Устойчивость систем автоматического управления, теоремы А.М.Ляпунова. Алгебраические критерии устойчивости.
2. Частотные критерии устойчивости линейных систем автоматического управления. Пример расчета.
3. Оценка устойчивости нелинейных систем автоматического управления прямым методом А.М.Ляпунова. Устойчивость в малом, большом и целом.
4. Качество систем автоматического управления, оценка показателей качества по частотным характеристикам.
5. Оценка качества систем автоматического управления по переходной характеристике и интегральные оценки качества.
6. Схемные методы повышения точности и обеспечения инвариантности систем автоматического управления.
7. Коррекция линейных систем автоматического управления. Выбор структуры и параметров корректирующего устройства последовательного типа.
8. Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики, отвечающей заданным требованиям к качеству системы, обеспечение требуемой точности и динамики.
9. Одно и многоконтурные системы автоматического управления. Правила преобразования структурных схем и получения передаточных функций.
10.Точные методы исследования нелинейных систем автоматического управления. Метод фазовой плоскости.
11. Гармоническая линеаризация нелинейностей, исследование режимов автоколебаний методом гармонического баланса, уравнения баланса амплитуд и фаз.
12. Критерий абсолютной устойчивости нелинейных систем В.М.Попова, его применение.
13. Фазовые портреты релейных систем автоматического управления, уравнения фазовых траекторий. Оценка работы системы по фазовому портрету.
14. Импульсные и цифровые системы автоматического управления, структурные схемы и передаточные функции.
15. Устойчивость, методы расчета устойчивости и h(nT) импульсных систем.
16. Выбор оптимальных параметров настройки типовых регуляторов.
17. Оптимальные системы автоматического управления. Критерии оптимальности и ограничения. Метод классического вариационного исчисления.
18. Принцип максимума Л.С.Понтрягина. Оптимальные по быстродействию системы, структурные схемы таких САУ.
19. Адаптивные системы автоматического управления. Методы самонастройки.
20. Экстремальные системы автоматического управления. Методы поиска экстремума.
21. Задачи прямого и обратного моделирования. Математические модели для моделирования на цифровых ЭВМ. Источники ошибок при цифровом моделировании и методы их уменьшения.
22. Оптимизация статических режимов работы систем управления. Безусловный и условный экстремумы. Численные методы безусловной оптимизации.
23. Статическая и динамическая математическая модель “вход-выход”. Линейные и нелинейные по параметрам формы статической и динамической модели.
24. Математическая модель динамической системы в форме “пространства состояний” и ее применение. Линейная форма динамической модели “пространства состояний” и ее связь с моделью “вход-выход”.
25. Понятие подобия и моделирование физических величин на аналоговых ЭВМ. Решающие блоки аналоговых ЭВМ, их математические модели и разработка структурной схемы для моделирования динамических систем на АВМ.
26. Моделирование динамических систем на цифровых ЭВМ. Метод Рунге-Кутты и организация вычислений при цифровом моделировании динамических систем. Понятие имитационного моделирования.
27. Постановка задачи параметрической идентификации математических моделей. Аппроксимация табличных данных по критерию наименьших квадратов и требования к форме математической модели.
28.Основные сведения о абстрактном автомате. Алфавиты. Автоматы Мили и Мура, способы задания и представления.
29.Экспериментальные модели. Регрессионный анализ. Планирование эксперимента.
30. Системный подход в моделировании. Параметры и представление объекта. Модель «черного ящика».
II. Приводы, технические средства автоматизации и измерительная техника.
1. Системы управления пуском, торможением и реверсом асинхронных двигателей.
2. Выбор двигателя по мощности для продолжительного режима работы.
3. Стандартные настройки в системах регулируемого электропривода с подчиненным регулированием координат.
4. Функциональные схемы и статические характеристики регулируемого электропривода с обратными связями по напряжению, току, скорости вращения.
5. Статические характеристики и динамические параметры системы “тиристорный преобразователь - двигатель”.
6. Частотно-регулируемый электропривод переменного тока со скалярным управлением.
7. Системы электропривода постоянного тока с двухзонным регулированием.
8. Схемы управления пуском, торможением и реверсом двигателя постоянного тока.
9. Принципы частотного управления скоростью электропривода переменного тока с асинхронным двигателем.
10. Частотно-регулируемый электропривод переменного тока с векторным управлением.
11. Особенности, функциональная и структурная схемы регулируемого электропривода постоянного тока с подчиненным регулированием.
12. Погрешности измерения и их оценка.
13. Методы и технические средства измерения температуры.
14. Методы и технические средства измерения линейных перемещений.
15. Методы и технические средства измерения угла поворота.
16. Методы и технические средства измерения частоты вращения.
17. Методы и технические средства измерения давления.
18. Методы и технические средства измерения уровня.
19. Методы и технические средства измерения влажности воздуха и материалов.
20. Генераторные первичные преобразователи.
21. Методы и технические средства измерения концентрации.
22. Методы и технические средства измерения ширины, длины и толщины материалов.
23. Методы и технические средства измерения расхода вещества.
24. Параметрические пассивные первичные преобразователи
25. Методы и технические средства измерения расхода электроэнергии.
26. Методы и технические средства измерения плотности текстильных материалов.
27. Структура ПИ-регулятора, свойства, передаточная функция и рекомендации по применению.
28. Структура П-регулятора, свойства, передаточная функция и рекомендации по применению.
29. Структура ПИД-регулятора, свойства, передаточная функция и рекомендации по применению.
30. Импульсные регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости, структурная схема и ее анализ.
III. Электроника и микропроцессорная техника.
1. Методика построения комбинационных систем управления.
2. Операционные усилители. Особенности построения и использования в электронных устройствах автоматики.
3. Ключевой режим работы транзисторов. Способы улучшения динамических свойств транзисторных ключей.
4. Кодирующие и декодирующие устройства.
5. Триггеры. Классификация по функциональному признаку. Особенности применения.
6. Счетчики. Особенности построения.
7. Регистры. Особенности построения.
8. Оперативные и постоянные запоминающие устройства.
9. Цифро-аналоговые преобразователи. Способы построения и особенности применения.
10.Аналого-цифровые преобразователи. Способы построения и особенности применения.
11.Однофазные преобразователи напряжения на транзисторах.
12.Генераторы линейно изменяющегося напряжения.
13.Трехфазные инверторы на транзисторах.
14.Каскады усиления мощности.
15.Однофазные, многофазные неуправляемые и управляемые выпрямители.
16.Компенсационные и импульсные стабилизаторы напряжения.
17.Структура и магистральный принцип построения микропроцессорной системы.
18.Способы передачи информации между устройствами микропроцессорной системы.
19.Способы адресации данных в микропроцессорах.
20.Прямой доступ к памяти в микропроцессорной системе.
21.Система прерываний микропроцессорной системы.
22.Работа микропроцессорной системы в режиме обмена данных с памятью и устройствами ввода/вывода.
23.Организация интерфейса в подсистемах ввода/вывода. Стандартная шина периферийных БИС.
24.Программная модель 8-ми разрядного микропроцессора (на примере КР580ВМ80). Регистры микропроцессора, способы адресации.
25.Стековая память микропроцессорной системы.
26.Программно-аппаратное формирование аналоговых сигналов сложной формы в микропроцессорной системе.
27.Однокристальные микроЭВМ, их типы и характеристики.
28. Структура внутренней памяти программ и данных MCS-51. Структура памяти MCS-51.
29.Таймеры-счетчики MCS-51. Режимы работы таймеров-счетчиков MCS-51.
30.Система прерываний MCS-51. Блок последовательного интерфейса.
IV. Автоматизация технологических процессов и робототехника.
1. Системы ЧПУ. Структура, классификация, применение
2. Приводы промышленных роботов. Краткая характеристика. Преимущества и недостатки
3. Конвейеры, транспортеры и питатели в автоматизированных транспортных системах.
4. Классификация манипуляторов промышленных роботов, конструкции схватов и особенности захватных устройств для легкой промышленности.
5. Монтаж электрической проводки систем автоматизации. Соединение оптических волокон
6. Локационные и тактильные датчики, дальномеры в робототехнических системах.
7. Заземление объектов автоматизации. Виды, методы, примеры.
8. Защитные устройства автоматики. Классификация, конструкции, схемы подключения, применение.
9. Методы и средства диагностирования технических средств автоматизации.
10.Производство как объект управления. Виды процессов. Управление технологическими процессами. Автоматизированные системы управления (АСУ). Классификация.
11.Цели создания АСУ технологическими процессами (ТП). Функции АСУТП. Состав АСУТП. Комплекс технических средств АСУТП. Схема КТС АСУТП.
12.Промышленные сети. HART, BUS протоколы и сети на их основе. Сети Ethernet протокола (промышленные, офисные).
13.Стандарт RS 485 как основа физического уровня модели OSI для промышленных сетей передачи данных. Сетевая модель (OSI) взаимодействия открытых систем.
14.Программная структура ПЛК. Цикл ПЛК. Описание входных и выходных переменных в CODESYS. Операционные системы (ОС) реального времени. Требования к ОС реального времени. Архитектурные особенности. Организация многозначности.
15.Математическое описание процесса сушки текстильных материалов. Структурная схема динамической модели однозонной сушильной камеры.
16. Системы автоматизированного управления процессами приготовления химических растворов в легкой промышленности. Динамика реактора.
17. Системы автоматизированного управления дозирования материалов. Непрерывное дозирование сыпучего материала. Частотные характеристики измерительного устройства.
18. Системы автоматизированного управления гидромеханическими процессами. Системы смешивание и регулирования состава смеси.
19.Тепловые процессы. Вращающиеся валы с обогревом.
20.Тепловые процессы. Классификация. Объекты с распределением температуры в направлении перемещения нагреваемого материала.
21.Организация проектирования локальных систем автоматизации. Техническое задание на проектирование. Особенности АСУТП.
22. Состав проектной документации. Структурные схемы управления и контроля.
23. Функциональные схемы автоматизации технологических процессов. Общие положения и правила выполнения.
24.Принципиальные электрические схемы автоматизации. Общие положения, правила выполнения.
25. Принципиальные электрические схемы сигнализации. Принципиальные электрические схемы питания.
26.Проектирование и монтаж щитов и пультов.
27.Классификация и состав автоматизированных систем управления технологическими процессами. Общие принципы внедрения и эксплуатации.
28. Стадии создания автоматизированной системы управления технологическим процессом и состав технической документации (технический проект, рабочий проект).
29.ОРС сервер, ОРС клиент. Структура взаимодействия между аппаратурой серверными и клиентскими программами. Части стандарта ОРС сервера: ОРС DA, ОРС A&E, ОРС HAD.
30.Общие принципы проектирования АСУ ТП. Человеко-машинный интерфейс (HMI). Функции SKADA. Дискретные и аналоговые алармы. SKADA как система диспетчерского управления. SKADAкак система автоматического управления.
Зав. кафедрой АТППА.А. Кузнецов