Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Пензенский государственный университет»

Факультет приборостроения, информационных технологий и систем

..УТВЕРЖДАЮ

ктор по научной работе

И.И.Артемов.

2011 г.

« ' - »

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА

по специальности 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение) Пенза Программа вступительного экзамена составлена;

- в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре основной про­ фессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (ас­ пирантура), утвержденными приказом Минобрнауки РФ от 16,03.2011 г. № 1365;

- на основании паспорта научной специальности 05.11,16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение);

- в соответствии с программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 05,11.16 Информационно-измерительные и управляющие системы (приборостроение) по техническим нау­ кам, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ № 274 от 08,10.2007 г.;

- в соответствии с учебным планом ПГУ по основной образовательной программе послевузов­ ского профессионального образования (аспирантура) по специальности 05,11.16 - Информационноизмерительные и управляющие системы (приборостроение).

Составитель программы вступительного экзамена:

Зав. кафедрой «Информационно-измерительная техника», д.т.н., доцент Д.И. Нефедьев Рецензент:

Зам. директора Пензенского филиала РГУИТП д.т.н., профессор В.И. Чернецов Рабочая программа утверждена на заседании ученого совета факультета ПИТС протокол № 1 от 14 сентября 2011 г.

Декан факультета ПИТС д.т.н., профессор _? - ~у'П.П. Чураков «.,:.;т » f. 2011 Г.

< :% У

СОГЛАСОВАНО:

Декан факультета ЕНР _ _P.M. Печерская д.т.н., профессор < ^ >> »w » / 2 0 11 г.

* /"у Декан факультета ВТ Л.Р. Фионова д.т.н., профессор ’ 2011 г.

« /с »

Декан факультета МТЭ А.В. Липов к.т.н., профессор ~ 2011 г.

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: теория случайных процес­ сов с элементами теории вероятностей и математической статистики; основы метрологии и метроло­ гического обеспечения; математическая обработка результатов измерений; теория измерений и пере­ дача измерительной информации, методы и средства измерений электрических и магнитных вели­ чин.

П рограмма вступительного экзамена 1. Общие вопросы теории измерительной техники О сновны е терм и ны и определения в измерительной технике. Физическая величина. Истин­ ное и действительное значения физической величины. Классификация видов и методов измерения.

Средства измерения и их основные метрологические характеристики. Классы точности.

П ередача измерительной инф ормации. Количество информации в дискретных и непрерыв­ ных сообщениях. Кодирование сообщений и цели кодирования. Декодирование. Помехоустойчивое кодирование. Общие принципы использования избыточности. Корректирующие и циклические коды.

Дискретизация непрерывных величин. Модуляция.

Элементы теории погрешностей. Случайные погрешности, законы распределения. Система­ тические погрешности. Обработка результатов прямых измерений. Погрешности косвенных измере­ ний. Метод наименьших квадратов.

Т ехническая диагностика. Методы и процедуры построения алгоритмов для проверки ис­ правности, работоспособности и правильности функционирования систем и их компонентов. Диаг­ ностические тесты.

С ж атие и восстановление данных. Методы и алгоритмы сжатия и восстановления данных.

Адаптивные устройства.

2. О сновы теории построения инф ормационно-измерительны х и управляю щ их систем О сновны е определения. Области применения ЙЙУС. Обобщенная структурная, схема. Описа­ ние функционирования ЙИУС. Разновидность входных величин. Разделение ИИУС по виду выход­ ной информации. Классификация ИИУС по принципам построения. Устройства отображения и хра­ нения информации.

О сновны е разновидности структур И И УС и их интерфейсов. Виды интерфейсов. Класси­ фикация интерфейсов. Протоколы и типовые алгоритмы обмена информацией. Интерфейс с после­ довательным выполнением операций обмена информацией. Приборный стандартный интерфейс. Со­ поставление алгоритмов стандартных интерфейсов. Аналоговые интерфейсы измерительной части ИИУС.

Средства микропроцессорной техники ИИУС. Микропроцессорные комплекты интеграль­ ных микросхем. Табличные методы преобразования информации.

А налого-циф ровая часть ИИУС. Измерительно-вычислительные комплексы. Виды модуля­ ции сигналов. Унифицированные преобразователи. Защита входных измерительных цепей ИИУС от помех. Структуры и алгоритмы аналого-цифровой части ИИУС.

П рограммное обеспечение ИИУС. Системное программное обеспечение. Прикладное про­ граммное обеспечение.

3. С труктура и алгоритм ы ИИУС И зм ерительны е системы (ЙС) независимы х входных величин. Многоточечные и мультип­ лицированные ИС. Многомерные и аппроксимирующие ИС. Статистические измерительные систе­ мы. Измерения статистических характеристик случайных процессов. Системы для измерения зако­ нов распределения вероятностей. Корреляционные и спектральные ИС.

Теоретические основы систем автоматического контроля (САК). Функции и основные ви­ ды САК. Выбор контролируемых величин и областей их состояния. Ошибки контроля. Объем вы­ борки при контроле системы автоматического допускового контроля. Формирование норм и сравне­ ние уставок с контролируемыми величинами. САК параллельного и последовательного действия и алгоритмы их работы. Системы технической диагностики и их показатели. Методы оптимизации проверочных программ. Принципы построения систем диагностирования. Методы диагностирова­ ния.

С истемы автоматического управления. Основные принципы управления. Структура процес­ сов управления. Объект управления. Линейные и нелинейные системы управления. Непрерывные и дискретные системы управления. Самонастраивающиеся системы управления.

4. М етоды оценки технических характери сти к ИИУС С тадии проектирования ИИУС. Программное обеспечение. Метрологическая экспертиза и метрологическое обеспечение. Методы испытаний.

М етрологические характеристики ИИУС. Критерии и методы оценки погрешностей измере­ ния входной величины. Метод оценки полной погрешности. Погрешности звеньев ЙИС. Погрешно­ сти квантования. Информационные оценки. Нормируемые метрологические характеристики ИС.

Технические средства поверок. Автоматическая коррекция погрешности ИИУС. Оценка эффектив­ ности ИИУС. Планирование испытаний ИИУС.

Х арактеристики систем автоматического управления. Виды совместимости: техническая, программная, информационная, организационная лингвистическая, метрологическая. Надежность, живучесть и помехоустойчивость систем автоматического управления.

5. О сновы метрологического обеспечения Особенности метрологического обеспечения при разработке, производстве и эксплуата­ ции ИИУС. Средства.измерений как основа метрологического обеспечения. Влияние средств изме­ рений на точность и надежность ИИУС. Выбор средств измерений по точности. Информационноизмерительные и управляющие системы как средства контроля, диагностики и поверки.

Ф едеральны й закон «Об обеспечении единства измерений». Общие положения, единицы величин. Средства и методики выражения измерений. Метрологические службы. Государственный метрологический контроль и надзор. Поверка и калибровка средств измерений.

1. Основные термины и определения в измерительной технике.

2. Кодирование измерительной информации.

3. Дискретизация непрерывных величин. Модуляция.

4. Случайные погрешности, законы распределения. Систематические погрешности.

5. Обработка результатов прямых измерений. Погрешности косвенных измерений. Метод наименьших квадратов.

6. Методы и процедуры построения алгоритмов для проверки исправности ИИУС.

7. Методы и алгоритмы сжатия и восстановления данных.

8. Области применения ИИУС. Обобщенная структурная схема. Описание функционирования 9. Разновидность входных величин. Разделение ИИУС по виду выходной информации.

10. Основные разновидности структур ИИУС. Классификация ИИУС по принципам построения.

11. Интерфейсы ИИУС. Виды интерфейсов. Классификация интерфейсов.

12. Аналоговые интерфейсы измерительной части ИИУС.

13. Средства микропроцессорной техники ИИУС.

14. Измерительно-вычислительные комплексы, 15. Защита входных измерительных цепей ИИУС от помех, 16. Структуры и алгоритмы аналого-цифровой части ИИУС.

17. Системное программное обеспечение ИИУС.

18. Прикладное программное обеспечение ИИУС, 19. Многоточечные и мультиплицированные ИС.

20. Многомерные и аппроксимирующие ИС.

21. Статистические ИС. Измерения статистических характеристик случайных процессов.

22. Корреляционные и спектральные ИС, 23. Системы автоматического контроля (САК). Функции и основные виды САК, 24. Выбор контролируемых величин и областей их состояния. Ошибки контроля.

25. Объем выборки при контроле системы автоматического допускового контроля.

26. САК параллельного и последовательного действия и алгоритмы их работы.

27. Системы технической диагностики и их показатели. Методы оптимизации проверочных 28. Принципы построения систем диагностирования. Методы диагностирования.

29. Системы автоматического управления: основные принципы управления, структура процес­ сов управления, объект управления.

30. Характеристики систем автоматического управления, 31. Линейные и нелинейные системы управления.

32. Непрерывные и дискретные системы управления, 33. Нормируемые метрологические характеристики ИИУС.

34. Критерии и методы оценки погрешностей измерения входной величины.

35. Метод оценки полной погрешности. Погрешности звеньев ИИС.

36. Погрешности квантования. Информационные оценки, 37. Автоматическая коррекция погрешности ИИУС.

3 8. Стадии проектирования ИИУС.

39. Особенности метрологического обеспечения при разработке, производстве и эксплуатации 40. Информационно-измерительные и управляющие системы как средства контроля, диагно­ 41. Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений».

1. Рубичев, Н. А. Измерительные информационные системы. - М.: Дрофа, 2010.

2. Новоселов, О.Н. Цифровые информационно-измерительные системы. Теория и практика, / О.Н. Новоселов, А.Ф. Фомин и др. - СПб.: Диалог, 1999.

3. Цапенко М.П. Измерительно-информационные системы. М.: Энергоатомиздат, 1985, 4. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории и расчета информационно-измерительных сис­ тем, - М.: Машиностроение, 1991.

5. Информационно-измерительная техника и электроника. / В.А. Сурогина, В.И. Калашников, Г.Г, Раннев. - М.: Высшая школа, 2006.

6. Метрология (теоретические, прикладные и законодательные основы) / В.А. Кузнецов, Г.В.

Ялунина. - М..: ИПК Изд-во стандартов. 2001.

7. Метрологическое обеспечение измерительных информационных систем (теория, методоло­ гия, организация) / Е.Т, Удовиченко, А.А. Брагин, А,Л. Семенюк и др. - М.: Изд-во стандартов, 1991.

8. Липаев, В.В. Выбор и оценивание характеристик качества программных средств: Методы и стандарты. Сер. Информационные технологии. - М.: СИНТЕГ, 2001.

9. Новицкий, П.В.Оценка погрешностей результатов измерений / П.В.Новицкий, И.А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат, 1991.

10. Пузанков Д.В. Микропроцессорные системы, —М.: Политехника, 2002.

11. Оценка характеристик сложных автоматизированных систем / А.С. Шаракшанэ, А.К, Ха­ ле дкий, И,А, Морозов. - М.: Машиностроение, 1993.

Д ополнительная:

1. Федеральный закон от 26.06.2008 N 102-ФЗ (ред. от 18.07.2011) «Об обеспечении единства измерений».

2. РМГ 29-99 ГС й. Метрология. Основные термины и определения.

3. ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

3. ГОСТ 22316-77 Средства агрегатные информационно-измерительных систем. Общие требо­ вания к организации взаимодействия средств при построении систем.

4. Информационно-измерительная техника и технологии: Учебник, для вузов /В.И. Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.; Под редакцией Г.Г. Раннева. - М.: Высшая школа, 2001.

5. Агуров, П.И. Последовательные интерфейсы. Практика программирования. - СПб.: БХВПетербург, 2004.

6. Программирование микропроцессорных систем: Учебное пособие для вузов / В.Ф. Шаньгин и др. - М.: Высшая школа, 1990.