ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано Утверждаю

Руководитель ООП по Зав. кафедрой направлению 151000 Автоматизации технолодоцент Кульчицкий А.А. гических процессов и производств доцент Кульчицкий А.А.

ПРОГРАММА

ИТОГОВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА

Направление – 220700.68 Автоматизация технологических процессов и производств Магистерская программа:

«Системы автоматизированного управления в металлургии»

Квалификация (степень) выпускника: магистр Специальное звание: «магистр-инженер»

Составители: профессор Ю.В. Шариков, доцент А.А. Кульчицкий Санкт-Петербург Содержание ВВЕДЕНИЕ

ТЕМАТИКА ДИСЦИПЛИН, ВХОДЯЩИХ В ИТОГОВЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН

Дисциплины общенаучного цикла

1.Современные направления автоматизации и управления

2. Планирование эксперимента

Дисциплины профессионального цикла

1. Техническое и информационное обеспечение систем управления............... 2. Прикладное программирование

3. Специальные системы управления в металлургии

4. Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

ОТВЕТОВ ВЫПУСКНИКОВ НА ИТОГОВОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ

ЭКЗАМЕНЕ

Приложение 1

ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К

СДАЧЕ ИТОГОВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА

ВВЕДЕНИЕ

Государственный экзамен является составной частью итоговой государственной аттестации по направлению по направлению220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» и определяет уровень усвоения студентом материала, охватывающего содержание общепрофессиональных и специальных дисциплин, содержащихся в учебном плане специализированной программы подготовки магистра.

Программа итогового государственного экзамена по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» для специализированной магистерской подготовки по программе «Системы автоматизированного управления в металлургии» разработана в соответствии с ФГОС высшего профессионального образования подготовки магистров.

Программа содержат список дисциплин, включенных в итоговый государственный экзамен, с раскрытием тематики каждого курса согласно ФГОС ВПО и рабочим программам, разработанным на кафедрах Горного университета. По каждой дисциплине приводится список источников, необходимых для подготовки к экзамену.

Дисциплины разделены на два блока.

Первый блок включает в себя вопросы общенаучного цикла дисциплин, затрагивая общие вопросы методологии познания и раскрывающих проблемные вопросы современных систем автоматизации.

В первый блок включены дисциплины «Планирование эксперимента», «Современные проблемы автоматизации и управления», единые для всех магистерских программ направления.

Второй блок включает в себя вопросы создания систем управления и выбора технических средствах автоматики и вычислительной техники для металлургической промышленности. Второй блок состоит из дисциплин профессионального цикла и включает «Техническое и информационное обеспечение систем управления», «Прикладное программирование», «Специальные системы управления в металлургии», «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов».

ТЕМАТИКА ДИСЦИПЛИН, ВХОДЯЩИХ В ИТОГОВЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН

Дисциплины общенаучного цикла 1.Современные направления автоматизации и управления Оптимальные системы управления. Постановка задачи. Формализация цели управления. Основные виды критериальных функций. Физические процессы в оптимальных системах. Энергетические соотношения при управлении, оптимальном по быстродействию. Основные математические методы синтеза оптимальных систем управления и области их применения. Классические вариационные задачи и методы их решения. Аналитическое конструирование регуляторов с помощью вариационного исчисления. Динамическое программирование. Принцип оптимальности Беллмана. Уравнения Беллмана в дискретной и непрерывной формах. Принцип максимума Понтрягина. Применение принципа максимума к решению задач с максимальным быстродействием. Физическая и геометрическая интерпретации оптимального управления.

Адаптивные системы управления. Назначение. Классификация. Постановка задачи. Экстремальные системы управления (ЭСУ). Принципы построения одноканальных и многоканальных ЭСУ. Основные методы поиска экстремума. Динамика непрерывных и дискретных ЭСУ. Методы анализа и синтеза ЭСУ.

Самонастраивающиеся системы управления (СНС). Аналитические и поисковые СНС. Структура и алгоритм функционирования СНС. Решение задач первичной и вторичной оптимизации. Основные методы самонастройки системы по заданному критерию. Функционирование СНС в условиях неполной информации. Методы идентификации объекта управления. Методы синтеза самонастройки: детерминистский и стохастический подходы.

Большие и сложные системы. Основные характерные черты больших и сложных систем. Многомерные и многосвязные системы. Системный подход при разработке больших систем. Функция, цель и структура системы.

Свойства целостности и эмерджентности. Критерии эффективности работы систем. Методы снижения размерности систем. Декомпозиция. Иерархическая структура управления. Задачи синтеза алгоритмов большими и сложными системами. Некоторые методы их решения: применение теории массового обслуживания, методов статистических испытаний, теории информации, игровых систем и т.д. Понятие о системе «человек-машина» (СЧМ). Основные типы СЧМ, особенности их функционирования, методы исследования.

Нечеткие системы управления. Понятие об искусственном интеллекте. Интеллектуальные системы автоматического управления. Нечеткая логика, нечеткие множества, функции принадлежности, лингвистические переменные. Операции с нечеткими множествами. Нечеткие алгоритмы.

Общие принципы построения интеллектуальных систем управления (ИСУ) на основе нечеткой логики. Процедура синтеза нечетких регуляторов.

Синтез адаптивной АСУ с эталонной моделью на основе нечеткой логики.

Программная и аппаратная реализация нечетких регуляторов. Проектирование нечетких регуляторов на основе искусственных нейронных сетей.

Предсказывающие системы управления. Предсказывающие (предиктивные) системы как средство управления в реальном времени в условиях неопределенности Основная:

1. А.И. Бояринов, В.В. Кафаров. Методы оптимизации в химической промышленности, «Химия», 2. В.В. Кафаров Химическая кибернетика, «Химия», 3. Е.Б. Андреев, В.Е. Попадько. Программные средства систем управления технологическими процессами в нефтяной и газовой промышленности, Учебное пособие. М., ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. 268 с.

4. А.С. Гринин, Н.А. Орехов, В.Н. Новиков, Математическое моделирование в экологии, Учеб. Пособие для вузов.М., ЮНИТИ-ДАНА, 2003 г.

Дополнительная:

1. А.В. Беспалов, Н.И. Харитонов, Задачник по системам управления химико-технологическими процессами. Учебное пособие для вузов М., ИКЦ «Академкнига», 2005 г 2. Е.А. Дубовик, А.Е. Дубовик, Численные методы и алгоритмы диспетчеризации вычислений с динамически изменяющимися приоритетами.

М., СИНТЕГ, 2006, 120 с. (Серия «Информационные технологии) Этапы организации и проведения научно-технического исследования. Этапы организации и проведения научно-технического исследования.

Структура научно-технического исследования.

Подготовка и проведение научно-технического исследования Формирование исследовательской группы. Информационный поиск и составление методики исследования. Предварительная разработка исследования.

Подготовка и проведение экспериментальной части исследования. Ошибки исследователя при проведении исследований.

Обработка данных эксперимента, анализ и обобщение результатов. Выбор входных и выходных переменных. Выбор области экспериментирования. Выбор математической модели объекта. Составление плана эксперимента. Обработка результатов эксперимента.

Планирование эксперимента при поиске экстремальной области.

Метод Гаусса-Зайделя. Метод Бокса-Уилсона. Метод крутого восхождения.

Симплексный метод планирования эксперимента. Факторные методы определения экстремума.

Информационное обеспечение научных исследований. Роль научнотехнической информации в развитии общества. Полнота, достоверность и оперативность информации – необходимый фактор в решении научнотехнических задач. Применение методов информатики для создания эффективных информационных систем в сфере научных исследований. Информационные продукты и технологии, базы и банки данных. Виды научных документов и изданий. Электронные носители информации.Государственная система научно-технической информации. Автоматизированные информационно-поисковые системы. Научно-техническая патентная информация.

Внедрение и эффективность научных исследований. Открытие в области науки и техники. Понятие и признаки открытия. Субъекты права на открытие. Оформление права на открытие и защита прав авторов. Патентное право. Понятие и признак изобретения. Составление и подача заявки на предполагаемое изобретение. Экспертиза заявки и выдача патента. Понятие и признаки рационализаторского предложения. Оформление права и защита прав авторов рационализаторских предложений. Внедрение результатов научно-исследовательской работы в практическую деятельность.

Основная:

1. Методы исследований и организация экспериментов / под ред.

К.П. Власова. Х.: Издательство «Гуманитарный центр», 2002. 255 с.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.

3. Дворецкий С.И., Егоров А.Ф., Дворецкий Д.С. Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования: Учеб.

пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003.

4. Светозаров В.В. Основы статистической обработки результатов измерений. Учебное пособие. – М.: Изд. МИФИ, 2005.

Дополнительная:

1. Власов К.П. Методы научных исследований и организации эксперимента. – Санкт-Петербург, РИЦ СПГГИ, 2000. 116 с.

2. Ахназарова Л.С., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. Пособие для хим.-технол. спец. Вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М., 1985.

3. Саврасов Ю.С. Оптимальные решения. – М.: Радио и связь, 2000.

Дисциплины профессионального цикла 1. Техническое и информационное обеспечение систем управления Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Общие принципы построения государственной системы приборов (ГСП). Классификация приборов и устройств ГСП. Типовые конструкции и унифицированные сигналы ГСП.

Устройства получения информации о состоянии процесса. Общие сведения об устройствах получения информации. Основные характеристики устройств для получения информации. Чувствительные элементы или датчики. Дискретные и непрерывные датчики. Датчики сопротивления, электромагнитные, емкостные, напряжения, тока, струнные, Холла и магнитосопротивления, ультразвуковые. Системы передачи измерительной информации.

Измерительные (нормирующие) преобразователи. Преобразователи вида энергии.

Технические средства приема, преобразования и передачи информации по каналам связи. Общие сведения. Устройства связи УВМ с объектом управления. Общие характеристики стандартных интерфейсов. Структуры каналов устройств связи с объектом. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Коммутаторы каналов устройств связи с объектом.

Электрические устройства средств автоматизации. Электрические регуляторы. Классификация регуляторов. Аналоговые регуляторы со стандартными линейными законами регулирования. Дискретные регуляторы.

Двухпозиционные, трехпозиционные регуляторы. Регуляторы постоянной скорости, с переменной структурой. Импульсные, цифровые, экстремальные и адаптивные регуляторы. Электрические многооборотные и однооборотные исполнительные механизмы. Электроприводы.

Пневматические устройства средств автоматизации. Общие сведения о пневматических средствах автоматизации. Простые элементы пневматических средств автоматизации. Сложные элементы и устройства пневматических средств автоматизации. Пневматические регуляторы. Дискретная пневмоавтоматика. Пневматические управляющие устройства и исполнительные механизмы.

Гидравлические устройства средств автоматизации. Общие сведения о гидравлических средствах автоматизации. Дискретная гидравлика.

Гидравлические исполнительные механизмы.

Регулирующие органы систем автоматизации. Основные понятия.

Классификация регулирующих органов. Регулирующие органы для сыпучих материалов, для жидких и газообразных сред, для потоков электроэнергии, для твердых тел.

Устройства отображения информации. Общие сведения. Видеотерминальные средства отображения информации. Электромеханические устройства отображения информации. Печатающие устройства.

Обработка информации в АСУТП. Операции, выполняемые с информацией. Документирование в АСУТП. Поток информации в канале связи АСУТП. Единое время в системе информации АСУТП. Обобщающие характеристики информационной системы. Методы и системы обеспечения АСУТП научно-технической информации. Информационное обеспечение систем управления качеством продукции.

Сигналы и коды в АСУТП. Классификация сигналов и кодов. Сигналы и коды, используемые персоналом. Коды экономической информации. Сигналы и коды для сбора и вывода данных. Коды ЭВМ. Интерфейс. Защита информации.

Алгоритмы первичной обработки информации в АСУТП. Задачи первичной обработки информации. Выбор разрядности представления информации и частоты опроса измерительных преобразователей. Интерполяция и экстраполяция сигнала. Фильтрация измеряемых величин от помех.

Аналитическая градуировка измерительных преобразователей и коррекция результатов измерений. Контроль и повышение достоверности исходной информации.

Вычисление обобщенных показателей процесса. Типовые задачи вычисления неизмеряемых величин и обобщенных показателей. Вычисление интегральных и усредненных значений измеряемых величин. Учет и компенсация динамических связей между измеряемыми величинами. Вычисление неизмеряемых величин по уравнениям регрессии (косвенные измерения). Автоматическая расшифровка хроматограмм. Прогнозирование показателей процесса.

Основная:

1. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами. СПб.: Профессия, 2009, 592 с.

2. Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматического управления.

Учебное пособие. М.: Форум-инфра-М, 2002, 383 с.

3. А.С. Анашкин. Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления./ Кадыров Э.Д. Хазаров В.Г./под ред. Хазарова В.Г Санкт-Петербург, 2004, 366 с.

4. Лапин А.А. Интерфейсы. Выбор и реализация. М.: Техносфера, 2005, 5. Онищенко Г.Б. Электрический привод. Учебник для вузов. М.: РАСХН, 2003, 320 с.

6. Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Перевод с нем. яз. М.:

«Мир» 1989, 7. Дж. Фрайден. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005.

Дополнительная:

1. Технические средства автоматизации химических производств. Спр. Изд.

/В.С. Балакирев, Л.А. Барский, А.В. Бугров и др. М.: Химия, 1991, 276 с.

2. Наладка средств измерений и систем автоматического контроля. Справочное пособие/ Под ред. А.С. Клюева. М., Энергоиздат, 1990, 400 с.

Основные возможности системы программирования Unity Pro.

Инсталляция системы. Редактор прав доступа, создание профилей пользователей Система меню и окон, режимы работы. Настройка проекта. Подсистема моделирования контроллера (имитатор аппаратных средств). Возможности системы Unity Pro в подключенном режиме (режиме online). Использование анимационных таблиц.Управление режимами работы контроллера. Порядок «холодного» и «теплого» перезапусков. Форсирование входов/выходов и внутренних переменных. Диагностика программных и аппаратных неисправностей работы контроллера. Доступ к журналу ошибок, выявленных при работе программы.

Архитектура контроллера Modicon TSX Quantum. Модули центрального процессора и модули дискретного и аналогового вводов/выводов.

Коммуникационные и другие модули. Система распределенного ввода/вывода RIO. Система распределенного ввода/вывода DIO. Распределение памяти, системные слова и биты. Многозадачная операционная система.

Конфигурирование контроллера Quantum.

Языки программирования стандарта МЭК - язык диаграмм функциональных блоков FBD, язык лестничной логики LD.. Стандарт 61131.3.

Отличие языков программирования ПЛК от языков программирования ЭВМ.

Основные конструкции и принципы программирования. Язык лестничной логики LD. Понятие о релейной логике. Языки программирования стандарта МЭК - язык диаграмм функциональных блоков FBD. Основные функциональные блоки. Построение программы при помощи типовых блоков и создание новых. Переменные и их виды. Использование основных элементов из библиотек функциональных блоков EFB.

Языки программирования стандарта МЭК -язык последовательных функциональных диаграммSFC, структурированный текст ST, список инструкций IL. Язык последовательных функциональных диаграмм SFC.

Программирование сложных задач. Язык структурированный текст ST.

Связь языка с языками высокого уровня. Язык список инструкций IL.

Расширенные возможности системы программирования Unity Pro.

Создание производных функциональных блоков DFB. Работа с производными типами данных - массивами и структурами. Производные типы данных ввода/вывода. Функциональные модули: структурный функциональный вид приложения. Документирование программ. Разработка операторских экранов. Конвертор проектов из Concept в Unity. Обеспечение работы с модулями быстрого счета Программирование обмена данными. Конфигурирование каналов передачи данных по сети Ethernet. Особенности обмена данными по протоколу Modbus TCP/IP. Библиотеки коммуникационных и других функций. Система «горячего» резервирования Hot Standby.Архитектура системы, смена адресов резервного и основного контроллеров при их переключении.

Основная:

1. Кадыров Э.Д., Кравченко А.Н., Фирсов А.Ю. Программируемые логические контроллеры. Программирование и конфигурирование. Учебное пособие/ Санкт-Петербург, изд. СПГГИ (ТУ), 2007, -119с.

2. Деменков Н.П. Программные средства оптимизации настройки систем управления: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.с.

Дополнительная:

1. Деменков Н.П. Языки программирования промышленных контроллеров:] Учебное пособие - М.: Изд-во МГГЯ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 172 с.

3. Специальные системы управления в металлургии Синтез систем управления металлургическими переделами.

Технологические особенности гидро- и пирометаллургических переделов металлургического производства. Показатели эффективности работы передела и особенности их контроля. Технологический контроль входных возмущений, производительности агрегатов и показателей качества продукции.

Анализ технологических агрегатов как объектов управления. Динамические характеристики объектов управления и возмущений в процессе. Карта технологического контроля производства.

Функциональная декомпозиция задач управления металлургическим переделом. Частотная и ситуационная декомпозиция задач управления.

Функциональная структура современных АСУТП. Технологические требования и ограничения на режимы работы АСУТП.

Управление объектами в условиях больших измерительных помех.

Оптимальные алгоритмы оценивания состояния. Синтез дискретного алгоритма оценивания Калмана-Бьюси. Оптимальные регуляторы состояния при случайных возмущениях. ЛКГ-регуляторы. Синтез ЛКГ-регулятора. Оценивание ненаблюдаемых технологических параметров в АСУТП. Использование косвенных методов. Критерий качества работы передела.

Управление объектами с большим транспортным запаздыванием.

Анализ возможности использования косвенных методов оценки контролируемых параметров и характеристик состава продуктов металлургического производства в реальных условиях. Особенности синтеза контуров АСУТП при запаздывающем контроле. Применение управления с внутренней моделью процесса (IMC-регулятор). Предиктор Смита. ПИР и ПИП регуляторы.

Адаптивные системы с идентификацией параметров объекта управления. Методы текущей идентификации (рекуррентный метод наименьших квадратов, метод стохастической аппроксимации). Идентификация в замкнутом контуре. Регуляторы с подстройкой параметров.

Основная:

1. Руководство по решениям в автоматизации. Практические аспекты систем управления технологическими процессами. М.: ЗАО “Шнейдер Электрик”, 2011, 320c.

2. Деменков Н.П. Программные средства оптимизации настройки систем управления: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.с.

Дополнительная:

1. Иванов А.О., Левин М.В. Алгоритмическое обеспечение оптимального управления металлургическими процессами. Л.: ЛГИ, 1986, 84 с.

2. Левин М.В. Алгоритмическое обеспечение АСУТП производства глинозема. М.: Металлургия, 1977, 160 с.

3. Левин М.В. Автоматизация пиро- и гидрометаллургических производств. Л.: ЛГИ, 1989, 89 с.

4. Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов Синтез систем управления металлургическими переделами.

Технологические особенности гидро - и пирометаллургических переделов металлургического производства. Показатели эффективности работы передела и особенности их контроля. Технологический контроль входных возмущений, производительности агрегатов и показателей качества продукции.

Анализ технологических агрегатов как объектов управления. Динамические характеристики объектов управления и возмущений в процессе. Карта технологического контроля производства.

Функциональная декомпозиция задач управления металлургическим переделом. Частотная и ситуационная декомпозиция задач управления.

Функциональная структура современных АСУТП. Технологические требования и ограничения на режимы работы АСУТП.

Управление объектами в условиях больших измерительных помех.

Оптимальные алгоритмы оценивания состояния. Синтез дискретного алгоритма оценивания Калмана-Бьюси. Оптимальные регуляторы состояния при случайных возмущениях. ЛКГ-регуляторы. Синтез ЛКГ-регулятора. Оценивание ненаблюдаемых технологических параметров в АСУТП. Использование косвенных методов. Критерий качества работы передела.

Управление объектами с большим транспортным запаздыванием.

Анализ возможности использования косвенных методов оценки контролируемых параметров и характеристик состава продуктов металлургического производства в реальных условиях. Особенности синтеза контуров АСУТП при запаздывающем контроле. Применение управления с внутренней моделью процесса (IMC-регулятор). Предиктор Смита. ПИР и ПИП регуляторы.

Адаптивные системы с идентификацией параметров объекта управления. Методы текущей идентификации (рекуррентный метод наименьших квадратов, метод стохастической аппроксимации). Идентификация в замкнутом контуре. Регуляторы с подстройкой параметров.

Основная:

1. Руководство по решениям в автоматизации. Практические аспекты систем управления технологическими процессами. М.: ЗАО “Шнейдер Электрик”, 2011, 320c.

2. Деменков Н.П. Программные средства оптимизации настройки систем управления: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.с.

Дополнительная:

3. Иванов А.О., Левин М.В. Алгоритмическое обеспечение оптимального управления металлургическими процессами. Л.: ЛГИ, 1986, 84 с.

4. Левин М.В. Алгоритмическое обеспечение АСУТП производства глинозема. М.: Металлургия, 1977, 160 с.

5. Левин М.В. Автоматизация пиро- и гидрометаллургических производств. Л.: ЛГИ, 1989, 89 с.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОТВЕТОВ ВЫПУСКНИКОВ НА ИТОГОВОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ ЭКЗАМЕНЕ

Согласно Положению о тестовой форме контроля знаний студентов и качества обучения Горного университета государственный экзамен проводится в форме тестирования и включает в себя 200 вопросов. Из базовой и вариативной (определяемой вузом) части учебного плана формируется вопросов итогового теста (примерные тестовые задания приведены в Приложении 1). Остальные 100 вопросов формируются из дисциплин по выбору обучающихся.

Экзаменационные тесты разрабатываются преподавателями, ведущими соответствующую учебную дисциплину, и сдаются за месяц до проведения итогового государственного экзамена председателю государственной экзаменационной комиссии, подписанные автором, заведующим кафедрой, экспертом из числа ведущих преподавателей кафедры. Председатель государственной экзаменационной комиссии формирует итоговый вариант теста и, после утверждения проректором по учебной работе передает его в отдел тестирования.

Тестирование проводится в соответствии с Положением о тестовой форме контроля знаний студентов и качества обучения Результаты итогового государственного экзамена (распечатка результатов экзамена) выдаются председателю государственной экзаменационной комиссии в отделе тестирования в день экзамена и передаются на рассмотрение государственной экзаменационной комиссии.

На основании выписки из протокола заседания государственной экзаменационной комиссии по рейтинговой оценке результатов тестирования (шкалы) председатель проставляет полученные оценки в опросные карты, в экзаменационную ведомость и в зачетные книжки студентов.

Ответ выпускника на итоговом государственном экзамене определяется оценками: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» в соответствии со шкалой, утверждаемой протоколом заседания государственной экзаменационной комиссии.

ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СДАЧЕ ИТОГОВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА

В России наиболее крупным пер- Верхне-Исетское;

спективным месторождением мед- Тиманское;

ных руд, пока еще не эксплуати- Алтын-Топканское;

руемым, является месторождение Удоканское;

К основным преимуществам плав- более высокая концентрация диоксида ки Ванюкова перед взвешенной серы в отходящих газах и значительно Основной общей тенденцией в замена пирометаллургических процессов технологии переработки никелево- на гидрометаллургические;

го сырья в настоящее время явля- переход на автогенные процессы плавки Особенности бокситового сырья, комплексным использованием сырья;

присущее значительной части Рос- применением процесса карбонизации сийских месторождений, обуслав- алюминатных растворов вместо декомливает применение технологиче- позиции;

На гидрометаллургическом Надеж- медно-никелевой руды;

динском заводе Норильского ГМК никелевого концентрата;

производится химическое обогаще- никелистых пиритов;

Старая, ещё существующая техно- агломерацию и электроплавку;

никелевого сырья на Никелевом электроплавку руды и конвертирование;

заводе Норильского ГМК включа- агломерацию и шахтную плавку;

В предполагаемой к внедрению плавку рудного сырья на богатый штейн;

двухзонной печи Ванюкова для не- 2. совмещенный процесс плавки – конверпрерывного конвертирования тирование;

штейнов в плавильной зоне пред- окисление твердого измельченного В предполагаемой к внедрению методом перемешивания фаз;

двухзонной печи Ванюкова для не- путем продувки шлака природным газом;

прерывного конвертирования электропечным способом с подачей восштейнов в обеднительной зоне становителя в приэлектродную зону;

предполагается осуществить обед- комбинацией восстановительной и окиснение шлака лительной продувки шлака с одновременным использованием извлекающей Технология пирометаллургического 1. взвешенную плавку медно-никелевого Надеждинского завода Норильско- концентрата, конвертирование штейна, Сущность процессов автогенной продувке расплава верхним непогруженплавки медно-никелевой руды на ным кислородным дутьем в вертикалькомбинате «Североникель» заклю- ном поворотном агрегате;

В перспективе технология перера- автогенную плавку концентрата на «сыботки медного концентрата фло- рую» медь в печи Ванюкова;

тации медно-никелевого файн- то же, в вертикальном кислородном конштейна на комбинате «Северони- вертере;

Перспективная новая гидрометал- среднекислотном выщелачивании штейлургическая технология для нов;

Главным недостатком сущест- низкая удельная производительность вующей технологии переработки конвертеров;

медного концентрата флотации низкое содержание диоксида серы в отфайнштейна в вертикальных ки- ходящих от конвертера газах;

слородных конвертерах является слабый уровень механизации и автоматизации процесса;

Обеднение шлаков рудной плавки 1. переработки их в отражательной печи;

14.

в печах Ванюкова на Норильском 2. переработки их в обеднительных элекГМК осуществляется сейчас путем тропечах;

Главной особенностью разрабо- 1. использование в качестве восстановителя 15.

танного в институте “Гипрони- природного газа;

кель” нового способа обеднения 2. применение комбинированного окислишлаков является тельно-восстановительного дутья;

Принятая сейчас к реализации на 1. окислительном обжиге концентрата в 16.

ГМК “Печенганикель” технология печах КС;

подготовки сырья к рудной плавке 2. глубокой сушке окатанного концентрата;

Главным фактором, 1. больше энергозатраты на электроплавку 17.

обуславливающим необходимость существующей шихты;

изменения технологии 2. недостаточная степень утилизации серы металлургической переработки на сырья;

ГМК “Печенганикель”, является 3. высокий уровень потерь цветных Новым, еще не эксплуатируемым 1. Буруктальское;

18.

месторождением сульфидных 2. Северо-Онежское;

медно-никелевых руд в России 3. Воронежское;

является месторождение 4. Архангельское;

Применение предварительного 1. уменьшает при переработке 19.

обжига рудного сырья перед окислительного сырья и увеличивает – электроплавкой суммарные при сульфидном;

затраты энергии (обжиг+плавка) 2. уменьшает при переработке сульфидного Существенным недостатком 1. их недостаточная долговечность;

20.

применения в электропечах 2. значительное усложнение конструкции охлаждаемых сводов является печи;

Отечественная технология окисли- 1. комбинате “Южуралникель” для 21.

тельного (кислородного) авто- переработки кобальтовой массы;

клавного выщелачивания никель- 2. Норильском ГМК для переработки кобальтового рудного сырья реа- пирротиновых концентратов;

Сущность разработанного 1. двухстадиальном автоклавном 22.

совместно “Гипроникелем” и С- сернокислотном выщелачивании с институтом технология 2. окислительном автоклавном гидрометаллургической выщелачивании с выделением переработки штейнов заключается элементарной серы;

Гидрометаллургическая 1. двухстадиальном автоклавном 23.

технология переработки сернокислотном выщелачивании с металлизированных медно- выделением сероводорода;

никелевых файнштейнов фирмы 2. окислительном автоклавном “Оутокумпу” заключается в выщелачивании с выделением Какие основные принципы управ- Комбинированный и автономный ления используются при построе- По отклонению и по возмущению В каком виде ищется общее решеn Какое выражение соответствует Какие свойства преобразования 1. Свойство линейности и теорема свертки 27.

Лапласа используются при интег- 2. Свойство линейности и теорема о конечрировании линейных дифференци- ном значении альных уравнений? 3. Теорема о конечном значении и теорема Какому выражению соответствует Найти правильное определение 1. W ( p) - это отношение входной величины 29.

Определите неправильную запись рактеристики Какая передаточная функция соотK Найти передаточную функцию по структурная схема которой имеет Какой косвенный метод дает об- Корневых годографов щую оценку качества процесса Анализа АФЧХ разомкнутой системы управления как по скорости зату- Анализа АЧХ замкнутой системы хания переходного процесса так и Интегральных оценок Как формулируется условие ус- Если все корни характеристического тойчивости системы по Ляпунову уравнения линеаризованной системы Определите правильную форму- 1. Для того, чтобы АСУ была устойчивой, 35.

необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были положительны, и при этом коэффициент характеристического уравнения a0 0.

необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были положительны, и при этом коэффициент характеристического уравнения a0 0.

Какое из выражений, связываюu(t ) K п (t ) K и (t )dt u (t ) соответствует пропорциональu (t ) K п (t ) но – интегральному закону регуu(t ) Kи (t )dt лирования?

Определить правильную форму- 1. Для того, чтобы замкнутая система была 37.

лировку частотного критерия ус- устойчива, необходимо и достаточно, тойчивости Найквиста. чтобы вектор характеристического полинома n -ной степени D( p ) | p j при изменении частоты от до повернулся Укажите определение фазовой 1. Гиперпространство, по осям которого 38.

Укажите определение автоколеба- 1. Колебания, возникающие в автономной 40.

Какая задача решается при приме- 1. Установить факт наличия или 41.

нении метода гармонической ли- отсутствия автоколебаний.

неаризации нелинейностей. 2. Предполагается, что линейная часть Какое из выражений представляет Найдите определение дискретной 1. Процесс преобразования непрерывного 43.

Какое определение соответствует 1. Система, в которой структура и параметпонятию оптимальной системы? ры остаются неизменными в процессе ее Какие исходные данные необхо- 1. Математическое описание объекта 45.

димы для синтеза оптимальной управления и формализация цели управсистемы управления? ления управления, включая ограничения, налагаемые на координаты системы, и формализованное выражение цели управления 4. Корреляционная функция полезного сигнала и помехи, а также желаемый оператор преобразования полезного сигнала Какое из приведенных математиmax H (, y, u ) Какая из приведенных формули- 1. Оптимальная стратегия управления не 48.

ровок соответствует принципу оп- зависит от предыстории системы, сотимальности Беллмана? стояния ее в настоящий момент и цели 49.

нейной системы Какое определение соответствует 1. Система, осуществляющая минимизацию 50.

понятию адаптивной системы? влияния случайных возмущений на ее фазовом портрете экстремальной 2. 4;

Укажите какой из рисунков 52.

иллюстрирует поиск экстремума функции двух переменных методом градиента.

Укажите какой из рисунков 53.

иллюстрирует поиск экстремума функции двух переменных по методу Бокса-Уилсона.

Какое из приведенных соотношений вытекает из свойства u= Укажите, при каком условии 1. Y 55.

происходит смена направления xi движения при поиске экстремума Y функции Y(x) по методу ГауссаgradY= Что такое функция принадлежно- 1. Двузначное множество 0,1, опредести четкого множества? ляющее множество A в полном пространстве X Какая из приведенных операций Какое определение соответствует 1. Звено, содержащее правила нечеткой 58.

блоку фаззификации в системе импликации типа «ЕСЛИ … ТО …», кофаззи-управления (СФУ) торые формулируются после тщательного изучения объекта управления Какой из представленных графиx)

О ПМН ОБПБ

ОБО Н ПМ ПБ

ПБ ПМН О ОБ

ПБПМН ОБ О

Какая из приведенных последова- 1. – Составление базы правил;

60.

тельностей синтеза системы фаззи- - определение функций принадлежуправления является корректной? ности нечетких посылок (входов);

Какое определение соответствует 1. Звено, содержащее правила нечеткой 62.

блоку базы правил системы фаз- импликации типа «ЕСЛИ … ТО …», кози-управления? торые формулируются после тщательного изучения объекта управления тротехнических агрегатов, концен- 12 – 150 Гц жидких и расплавленных средах.

срабатывания регулирующих органов.

Укажите основное свойство мате- 1. входной сигнал описывается известной 65.

матической модели объекта с за- зависимостью от времени;

паздыванием в рамках известного 2. передаточная функция выражения звепонятия состояния объекта. ном первого порядка с запаздыванием;

Укажите основное свойство мате- 1. выходной сигнал описывается известной 66.

матической модели объекта с за- зависимостью от времени в последуюпаздыванием в рамках известного щий момент времени t и однозначно оппонятия состояния объекта. ределяется входными сигналами U(t, to) Техническая система описывается 1. математическое описание динамической 67.

X[(k+1) t]=g2(X[(k- kl) t], U[(kматематическое описание закона управyr) t]), укажите название объекта, который она описывает.

5. критерий качества управления или функцией цели управления объектом. где Hjм теоретически оптимальная величина показателя эффективности работы объекта Укажите, что определяет выраже- 1. максимальное изменение показателя в 69.

аналитическое выражение для ности работы агрегата hjo(Xjo, jo), (средних) значений параметров сопогрешность контроля показателя от местояния Xjo={xj1,xj2,..., хjr }, а велитодической погрешности контроля парачина хjr - есть размах колебаний технологического параметра.

если известно аналитическое выра- 3. среднее квадратичное значение отклонежение для обобщенного показателя ние оценки показателя от истинного его hjo(Xjo, jo), как функции устанооценивания показателя по результатам вившихся (средних) значений паавтоматического контроля параметров;

раметров состояния Xjo={xj1,xj2,...,хjr} и величины ji оценки показателя от неточности расчета есть оценки погрешности контроля технологических параметров.

если известно аналитическое вырасреднее квадратичное значение отклонежение для обобщенного показателя эффективности работы агрегата hjo(Xjo, jo), как функции средних значений параметров состояния нат jo={ j1, j2,..., jq}, определяемых дискретным запаздывающим конпоказателя по численным значениям котролем, а величины ji - есть оценординат процесса, определяемым запазки погрешности контроля технолодывающим контролем.

гических параметров.

ражение для обобщенного показазначения;

теля эффективности работы агресреднее квадратическое значение погата hjo(Xjo, jo), как функции средгрешности оценивания показателя по них значений параметров состояпредложенной расчетной формуле;

ния Xjo={xj1,xj2,...,хjr} и вектора координат jo={ j1, j2,..., jq}, опрепоказателя по численным значениям коделяемых дискретным запаздыординат процесса, определяемым запазвающим контролем, а величины ji - есть оценки погрешности контроля технологических параметров Укажите, что определяет выраже- 1. спектральную плотность параметра А, 73.

ние S A( ) = 2SА( ){1-[sin(Tи+ период квантования информации о контроля параметра А (Ти>и.).

Определите условие допустимости 1. М[Aд(ti) - A(ti)]2 А2.

74.

замены непрерывной функции А(t) 2. М[Aд(ti) - A(ti)]2 0.5 А2.

на дискретную функцию Ад(ti), ес- 3. D[Aд(ti) - A(ti)] > А2.

ли известна погрешность дискрет- 4. М[Aд(ti) - A]2 А2.

ного контроля параметра А. 5. М[Aд(ti) - A(ti)]2> 0.5 А2.

Укажите, что определяет выраже- 1. спектральную плотность параметра А, 75.

S =(2DaкlaкKк2){1-[sin (Tu+ u)– sin u]/ Tu}/{ (laк2+ 2)(1+ 2Tк2)}, автокорреляционной функции компонента Авх(t); Кк, Тк - коэфспектральную плотность параметра А.

фициент передачи и постоянная времени смесителя по каналу концентрации компонента А; Tu, u период дискретного контроля и время между взятием пробы и выдачей результата анализа в систему компенсации возмущения.

Укажите, какой объект описывает 1. инерционное звено с запаздыванием, 77.

система уравнений в виде Коши: 2. инерционное звено второго порядка, u1’(t)=( 3 xвх(t)–a1 u1(t)–a2 u2(t)– a3 u3(t))/ao; xвх(t)=Ko x(t);

u2’(t) = u1(t) + 2 xвх(t);

u3’(t)= u2(t)+ 3 xвх(t);xвых(t) = u3(t)+ Каким образом формулируется 1. максимизация производительности печи, 80.

цель управления электропечным 2. выплавка заданной марки металла или переделом? сплава при максимальной производительности с ограничениями по удельному расходу электроэнергии и силы тока 3. минимизация удельного расхода электроэнергии с ограничениями по удельному расходу электроэнергии и силы тока высокой стороны печного трансформатора, За счет чего достигается 1. посредством пуска АСУТП в работу в 81.

выполнение функций АСУТП ? нормальном технологическом режиме, Определите понятие "диалоговый 1. режим, при котором оперативный персорежим" работы АСУТП ? нал имеет возможность корректировать 5. режим, при котором оптимальное управление реализуется в режиме автоматического управления заданиями АСУТП.

Определите понятие “программ- 1. совокупность программ и эксплуатациное обеспечение АСУТП”. онной программной документации, необходимой для реализации функций 2. совокупность программ и эксплуатационной программной документации, необходимой для реализации функций 3. совокупность программ и эксплуатационной программной документации, необходимой для реализации заданного Укажите функциональные 1. отбора и транспортировки, подготовки и 84.

подсистемы в составе АСАК анализа проб, информационной управметаллургического производства. ляющей;

Определите виды наиболее широ- 1. автоматические титраторы и рентгеноко используемые в металлургии структурные установки;

производственные измерительные 2. концентратомеры и газоанализаторы;

системы аналитического контроля 3. рентгеноспектральные и рентгеносостава продуктов. структурные установки;

Как формируется матрица управG,ФG,Ф2G,…,Фn-1G] ляемости Wu для дискретной сисС,СФ,СФ2,…,СФn]Т темы с n переменными состояния, приведенной ниже?

X(k+1)=Ф*X(k)+G*U(k) Y(k)=C*X(k) Какая из систем, для которых представлены матрицы наблюдае- 2. [1,2; 2,4] Какую из систем линейных уравexp(-h)=k0-k1;

нений необходимо решить, чтоб exp(-h)==k0-k1;

найти матричную экспоненту 2. exp(h)=k0+k1*i;

Ф=eAh,являющуюся переходной exp(-h)==k0-k1*i;

матрицей дискретной системы 3. exp(i*h)=k0+k1;

управления, с помощью теоремы exp(-i*h)=k0-k1;

Кэлли-Гамильтона, если для не- 4. exp(-h)=k0-k1;

прерывной системы корни харак- -exp(-h)=-k1;

теристического уравнения равны - 5. exp(-i*h)=k0+k1*i;

Как формируется точное значение матрицы G при управляющем воз- 2. G=E+A*h Как формируется матрица Aр для представления непрерывной сис- 2. Aр=[-1,2,1; 3,-4,0; 0,0,-5] темы, приведенной ниже, в рас- 3. Aр=[-1,2,0; 3,-4,1; 0,0,-5] ширенном пространстве состояний 4. Aр=[-1,2,1; 3,-4,-5] для учета цветного шума V=[0,v]Tс 5. Aр=[-1,2; 3,-4; 1,-5] автокореляционной функцией Rv=D*exp(-5t) ?

dX(t)/dt=A*X(t)+B*U(t)+V(t) Y(t)=C*X(t), где A=[-1,2; 3,-4] Какая из приведенных формул ного фильтра Калмана-Бьюси для 4.

расчета вектора коэффициентов 5.

Калмана для дискретной системы, приведенной ниже?

X(k+1)=Ф*X(k)+G*U(k) Y(k)=C*X(k) Какая из приведенных формул оценивании с помощью дискрет- 3. Pk+1=Pk+1- Kk+1CPk+ ного фильтра Калмана-Бьюси для 4.

расчета ковариационной матрицы 5.

ошибок оценивания для дискретной системы, приведенной ниже?

X(k+1)=Ф*X(k)+G*U(k) Y(k)=C*X(k) Что происходит при выполнении 1. Результат выполнения выражения вывопрограммы, если выражение в сис- дится в командное окно.

Как в системе MatLab создать векv=A(:,2) тор v, состоящий из элементов 2. v:=A(:,2) Для чего предназначен пакет 1. Для расчета непрерывных и дискретных 95.

ControlSystemToolbox, входящий в динамических линейных моделей систем Как в пакете MatLab, задать переss([2 0 3],[4 0 2 1]) ControlSystemToolbox, входящим в 2. ss(A,B,C,0) MatLab, задать описание следую- 3. ss(G,Ф,C,0,0.5) щей дискретной системы управле- 4. ss(Ф,G,C,0) учетом заданного шага дискретизации?

X(k+1)=Ф*X(k)+G*U(k) ControlSystemToolbox, входящим в 2. ss(sys1,0.1,’ZOH’) MatLab, преобразовать непрерыв- 3. tf(sys1,0.1,’ZOH’) дискретную систему в пространст- 5. c2d(sys1,0.1,’FOH’) ве состояний с шагом квантования 0.1, используя фиксатор нулевого Для чего предназначен пакет Sim- 1. Для расчета непрерывных и дискретulink, входящий в MatLab? ных динамических линейных моделей