Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет информатики

и радиоэлектроники»

Кафедра систем управления

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

и социальным вопросам БГУИР А. А. Хмыль 2013

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в магистратуру по специальности 1-53 80 01 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) Минск Программа составлена на основании типового учебного плана по специальности 1-53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» первой ступени высшего образования.

Составители:

С. В. Лукьянец, кандидат технических наук, профессор кафедры систем управления Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», профессор;

А. Т. Доманов, кандидат технических наук, доцент кафедры систем управления Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент.

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

кафедрой систем управления Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 20 от 16 мая 2013 года).

Заведующий кафедрой СУ А. В. Марков Раздел 1. ПЕРЕЧЕНЬ ДИСЦИПЛИН, УСВОЕНИЕ КОТОРЫХ

НЕОБХОДИМО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ДАННОЙ ПРОГРАММЫ

В основу программы положены вузовские дисциплины: «Теория автоматического управления», «Элементы и устройства систем управления», «Микропроцессорные системы управления», «Телемеханика», «Электроника и микросхемотехника в системах управления», «Моделирование в проектировании промышленных систем».

Раздел 2. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ Тема 2.1. Теория автоматического управления Автоматическое управление и регулирование. Объект регулирования, регулятор, обратная связь. Системы стабилизации и следящие системы. Звенья систем автоматического управления (САУ), передаточные функции и частотные характеристики. Дифференциальные уравнения звеньев и систем.

Линейные непрерывные системы, структурные схемы, преобразование структурных схем. Устойчивость и оценка качества импульсных систем. Анализ импульсных систем по частотным характеристикам. Виды коррекции импульсных систем. Цифровые регуляторы. Особенности динамики нелинейных САУ. Метод фазовой плоскости и гармонической линеаризации. Анализ устойчивости нелинейных систем (метод А. М. Ляпунова). Способы коррекции нелинейных систем. Нелинейные импульсные САУ. Оптимальные и адаптивные системы. Оптимальные по быстродействию САУ, уравнение динамики. Устойчивость и работоспособность оптимальных САУ. Понятие адаптации, типы адаптивных САУ и их основные элементы. Особенности динамики САУ с адаптацией к сигналам внешних воздействий.

Тема 2.2. Элементы и устройства систем управления Магнитные величины и основные законы магнитных цепей. Магнитные усилители. Анализ статистических и динамических характеристик магнитных усилителей. Физические основы построения двигателей и генераторов постоянного тока. Способы управления электроприводом постоянного тока, механические и регулировочные характеристики. Принцип действия и режимы работы однофазных трансформаторов. Векторная диаграмма однофазного трансформатора. Электрические машины переменного тока. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей. Основные параметры асинхронных двигателей. Электромеханические элементы автоматики. Конструктивные особенности, статические и динамические характеристики реле. Принцип действия электромашинных параметрических и генераторных датчиков. Методы анализа чувствительности и разрешающей способности датчиков.

Тема 2.3. Микропроцессорные системы управления Обработка информации в микропроцессоре. Арифметико-логическое устройство. Рабочие регистры, память, стек. Организация шин. Схемное и микропрограммное управление. Реализация команд безусловного и условного переходов. Архитектурные особенности однокристальных, многокристальных и секционных микропроцессоров. Алгоритмы арифметической и логической обработки данных. Способы представления чисел. Команды сложения и вычитания. Обработка двоично-десятичных чисел и двоичных чисел большой длины. Формирование флагов. Программная реализация алгоритмов контроля и регулирования. Способы интерполяции. Программируемые интерфейсы.

Структурная организация и система команд микроконтроллера MК51. Система команд МК51. Сопряжение МК51 с объектом управления. Ввод информации от датчиков и управляющих сигналов.

Тема 2.4. Телемеханика Представление и передача сообщений в системах телемеханики. Непрерывные, импульсные, дискретные и сложные виды модуляции. Временные и спектральные характеристики сигналов. Принципы построения модуляторов и демодуляторов. Коды, используемые в телемеханике в качестве первичных;

неравномерные коды; корректирующие коды; линейные блоковые коды; циклические коды; принципы построения кодеров и декодеров. Оценка помехоустойчивости непрерывных сигналов с различными видами модуляции; критерии верности передачи дискретных и кодовых сигналов. Принципы построения систем телемеханики с различными методами разделения и избирания сигналов; адаптивные и телеизмерительные системы.

Тема 2.5. Электроника и микросхемотехника в системах управления Электронные ключи. Переходные процессы в ключах. Схемы формирования ШИМ. Мостовые П и Т-образные схемы. Тиристорные схемы управления двигателями. Логические интегральные схемы, триггеры, генераторы.

Программируемые логические матрицы. Кварцевая стабилизация частоты, гармоники. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Параметрические, компенсационные и импульсные стабилизаторы напряжения.

Тема 2.6. Моделирование в проектировании промышленных систем Основные этапы проектирования сложных систем. Использование моделирования при проектировании сложных систем. Математическое, программное, информационное и техническое обеспечение, основные этапы моделирования. Общие сведения о системе моделирования GPSS. Объекты, транзакты, списки. Способы представления моделей на языке GPSS. Основные операторы. Моделирование таймера. Выходная статика. Изменение дисциплины обслуживания. Моделирование систем с обратной связью. Моделирование многоканальных устройств. Непрерывные функции. Арифметические и булевы переменные. Логическое управление. Стандартные числовые атрибуты. Методы адресации. Моделирование различных законов распределения случайных величин. Использование таблиц. Сохраняемые величины. Моделирование прерываний, ансамблей. Списки пользователя. Алгоритмизация и моделирование гибких производственных систем механообработки, штамповки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления. Учеб. для вузов / А.А. Ерофеев. – С-Пб. : Политехника, 2003.

2. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – С-Пб. : Профессия, 2004.

3. Андриевский, Б. Р. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB / Б. Р. Андриевский, А. Л. Фрадков. – С-Пб. : Наука, 1999.

4. Касаткин, А.И. Профессиональное программирование на языке Си.

Справочное пособие / А.И. Касаткин, А.Н. Вальвачев. – Минск : Вышэйшая школа, 1992.

5. Корнеев, В.В. Современные микропроцессоры / В.В. Корнеев, А.В. Киселев. – М. : Издательство НОЛИДЖ, 2002.

6. Бродин, В.Б. Микроконтроллеры: Архитектура, программирование, интерфейс / В.Б. Бродин, М.И. Шагурин. – М. : Издательство ЭКОМ, 1999.

7. Григорьев, В.Л. Программное обеспечение микропроцессорных систем. – М. : Энергоатомиздат, 1983.

8. Волков, Н.И. Электромашинные устройства автоматики / Н.И. Волков, В.П. Миловзоров. – М. : Высшая школа, 1978.

9. Миловзоров, З.И. Электромагнитные устройства автоматики / З.И. Миловзоров. – М. : Высшая школа, 1983.

10. Буль, Б.К. Электромеханические аппараты автоматики / Б.К. Буль, О.Б. Буль, В.А. Азанов, В.Н. Шоффа. – М. : Высшая школа, 1988.

11. Евтихиев, Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин / Н.Н. Евтихиев [и др.]. – М. : Энергоатомиздат, 1990.

12. Тутевич, В.Н. Телемеханика / В.Н.Тутевич. – М. : Высшая школа, 1985.

13. Сорока, Н.И. Телемеханика: Конспект лекций для студ. спец. «Автоматическое управление в технических системах» / Н.И. Сорока, Г.А. Кривинченко. – Минск : БГУИР, 2001.

14. Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров. – М. : Телеком, 1999.

15. Захаров, В.К. Электронные устройства автоматики и телемеханики / В.К. Захаров, Ю.И. Лыпарь. – Л. : Энергоиздат, 1984.

16. Кудрявцев, Е.М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем / Е.М. Кудрявцев. – М. : ДМК Пресс, 2004. – 320 с.