1

Программа вступительных испытаний по специальности

05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации

Перечень вопросов к экзамену

1. Задача декомпозиции систем и процессов. Функциональная и

структурная декомпозиция.

2. Задача анализа сложных систем, современные инструменты анализа

(CASE-средства).

3. Задача оптимизации систем и процессов. Постановка задачи

оптимизации.

4. Условная и безусловная оптимизация.

5. Описание системы в виде семантической модели. Примеры систем.

6. Системы с управлением и системы без управления.

7. Системные основы объектно-ориентированных языков программирования (объекты и объектная модель, свойства, методы).

8. Формирование общего и детального представления системы.

9. Соотношение понятий качества и эффективности систем.

10. Частные и обобщённые показатели качества.

11. Показатели общесистемных, структурных и функциональных свойств систем.

12. Критерии оценки качества систем (критерий пригодности, критерий оптимальности, критерий превосходства).

13. Методы качественного оценивания систем.

14. Методы, с помощью которых можно охватить все этапы моделирования систем (от постановки задачи до оценки вариантов реализации системы).

15. Методы количественной оценки систем.

16. Оценка сложных систем (на основе теории полезности, теории определенности).

17. Методы решения задач многокритериальной оптимизации.

18. В чем состоит концепция ERP.

19. Перечислите этапы создания и внедрения системы качества на пред-приятии.

20. Чем отличается управление состоянием технологического процесса (ТП) от управления его структурой? Приведите наглядные примеры.

21. Дайте содержательную трактовку линейного разностного регрессионно-авторегрессионного уравнения ТП.

22. Приведите пример критерия среднеквадратичного отклонения для однопараметрического фазового пространства для линейной и квадратичной зависимостей динамической переменной от времени при различных структурных параметрах текущей и эталонной (плановой) траекторий.

23. Как формализуются цели и целевые критерии управления?

Приведите известный вам пример из области управления технологическим процессом.

24. В чем отличие условно-оптимального и оптимального управлений?

25. Какие структурные элементы технологических операций технологических процессов Вы знаете? Перечислите и объясните их.

26. Как выглядит диаграмма взаимодействия структурных элементов технологических операций?

27. Как организованы во времени технологические операции многооперационных технологических процессов?

28. Почему средства контроля должны наиболее полно отражать всевозможные состояния продуктов ТП?

29. Почему осуществляя контроль любого нечеткого технологического процесса мы должны предусматривать самую худшую ситуацию – максимальные отклонения от стандартных показаний?

30. Объясните различие в классификации технологий путем сравнения их траекторий и путем их структурной идентификации.

31. Чем определяется число степеней свободы состояний технологий?

32. В чем смысл отрицательной обратной связи? Что такое система регулирования?

33. Чем отличается автоматическая система управления от автоматизированной? Перечислите и объясните основные этапы синтеза систем управления. Какой основной принцип управления заложен в процесс синтеза?

34. Изложите алгоритм исследования динамики физической системы.

35. В чем заключается принцип подобия при моделировании физических систем?

36. Динамика каких систем описывается дифференциальными, а каких разностными уравнениями? Приведите примеры.

37. Каким свойствам удовлетворяет линейная система? Объясните эти свойства.

38. Как определяется установившееся значение выхода линейной системы?

39. Дайте определение передаточной функции линейной системы.

Приведите пример.

40. Что такое структурная схема линейной системы?

41. Изобразите графически отклик регуляторов на возмущение. Какие критерии качества регулирования Вы знаете? Объясните их смысл.

42. Что такое робастное управление? Приведите пример робастной системы управления.

43. Каково назначение ЦАП и АЦП в цифровых системах управления?

44. Изобразите функциональную схему одноконтурной цифровой системы управления.

45. Что такое квантователь или ключ? Какое функциональное преобразование он осуществляет?

46. Как работает ЦАП? Изобразите функциональную схему ключа и фиксатора (экстраполятора нулевого уровня). Чему равна передаточная функция экстраполятора?

47. Как выражается z-преобразование сигнала? Как построить zпреобразование передаточной функции разомкнутой дискретной системы?

48. Как определить отклик дискретной системы на единичный импульсный входной сигнал, на единичный ступенчатый входной сигнал?

49. В чем принципиальная разница по устойчивости между дискретной и непрерывной системами второго порядка?

50. Как получить уравнение непрерывной динамической системы в переменных ее состояния?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волкова, В. Н. Теория систем и системный анализ : учеб. для вузов / В. Н. Волкова, А. А. Денисов, 2010. — 679 с.

2. Коновалов, Б. И.. Теория автоматического управления : учеб. пособие для вузов / Б. И. Коновалов, Ю. М. Лебедев, 2010. — 220 с.

3. Методы классической и современной теории автоматического управления: учебник, в 3-х т. / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. — М.:

Изд-во МГТУ, 2004.

4. К. Дж. Дейт Введение в системы баз данных. — 8-е изд. — М.:

Вильямс, 2006. — 1328 с.

5. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Г. Базы знаний интеллектуальных систем : учеб. для вузов. СПб.: — Питер, 2000. — 384 с.

Программа вступительных испытаний по специальностям 05.13.05 – Элементы и устройства вычислительной техники и 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (кафедра «Информационные Поступающие в аспирантуру по специальности 05.13.06 «Автоматизация технологических процессов и производств» должны обладать глубокими знаниями университетского курса дисциплины «Теория автоматического управления».

Основные свойства пищевых продуктов и сырья. Принципы анализа и расчета процессов и аппаратов. Кинетических закономерности основных процессов пищевой технологии. Общие принципы расчета машин и аппаратов пищевых производств. Требования, предъявляемые к машинам и аппаратам и оценка их технико-экономической эффективности. Основные конструкционные материалы и их выбор. Определение основных размеров аппаратов. Моделирование и подобие процессов пищевой технологии. Расчет тепло- массообменных аппаратов с учетом фактора масштабного перехода.

1. Элементы автоматических систем Датчики. Классы датчиков. Исполнительные устройства (механизмы).

Составные части исполнительного устройства. Требования к исполнительным устройствам. Полоса пропускания и шум. Передача измерительных сигналов. Аналоговые и цифровые сигналы.

2. Характеристики датчиков Общие требования к датчикам. Погрешность и точность.

Систематическая ошибка. Случайная ошибка. Динамические характеристики датчиков. Время прохождения зоны нечувствительности. Запаздывание.

Время нарастания. Время достижения первого максимума. Относительное перерегулирование. Статическая ошибка. Статистические характеристики датчиков. Чувствительность. Разрешение. Дрейф. Влияние нелинейности.

Характеристики импедансов. Подбор входных и выходных импедансов.

3. Виды датчиков Бинарные и цифровые датчики. Датчики положения. Однополюсный двухпозиционный выключатель. Пороговые датчики. Индикаторы уровня.

Цифровые и информационно-цифровые датчики. Датчики положения вала.

Аналоговые датчики. Датчики движения.

4. Сигналы в автоматических системах Согласование и передача сигналов. Согласование сигналов в цепях с операционными усилителями. Повторитель напряжения. Дифференциальный усилитель. Выбор носителя сигнала: напряжение или ток. Передача оптических сигналов.

5. Исполнительные механизмы Бинарные (двухпозиционные) исполнительные механизмы.

Управляемые выключатели. Твердотельные полупроводниковые приборы.

Отключение индуктивных нагрузок. Исполнительные механизмы с электроприводом. Управляющие клапаны.

6. Обработка сигналов Ввод аналоговых сигналов в компьютер. Мультиплексоры. Цифроаналоговые преобразователи сигналов. Аналогово-цифровое преобразование.

технологическими процессами Понятие о технологическом процессе. Понятие, цели и задачи управления технологическими процессами. Понятие о цифровом управляющем устройстве. Алгоритм управления и алгоритм функционирования. Предмет и основные понятия кибернетики. Понятие о технологическом объекте управления. Понятие о технологических параметрах. Контроль и регулирование технологических параметров.

Структурная схема компьютерной системы управления технологическим процессом. Цели и задачи автоматизации управления технологическими процессами, понятие критерия управления и оптимальности.

Автоматизированные и автоматические компьютерные системы управления.

8. Классификация систем управления технологическими процессами Локальные системы контроля, регулирования и управления (ЛСКРиУ). Цели и область применения ЛСКРиУ. Программное управление.

Централизованные системы контроля, регулирования и управления (СЦКРиУ). Цели, задачи и область применения СЦКРиУ. Понятие дистанционного и логико-командного управления. Программируемые логические контроллеры (ПЛК). Центральный пульт контроля и управления.

Системы отображения параметров технологических процессов, цифровые устройства сигнализации, регистрации, вызывного контроля, мнемосхемы, табло. СЦКРиУ с многоканальными средствами контроля и регулирования, типовая структура, состав технических средств. Автоматизированные системы управления технологическими процессами.

9. Компьютерные автоматизированные системы управления технологическими процессами технологического комплекса. Цели и задачи АСУ ТП. Понятие об оптимизации управления технологическими процессами. Обобщенная блоксхема АСУ ТП. Комплекс типовых функций АСУ ТП. Управляющие функции АСУ ТП. Информационные функции АСУ ТП. Вспомогательные функции АСУ ТП. Принципы построения и классификация АСУ ТП.

Типовая структура централизованной АСУ ТП. Управляющие вычислительные машины (УВМ) и устройства связи с объектом (УСО).

Типовая структура АСУ ТП с прямым цифровым управлением. Типовая структура АСУ ТП с супервизорным управлением. Система связи операторатехнолога процесса в АСУ ТП. Информационные системы отображения технологических процессов в АСУ ТП. IBM PC совместимые компьютеры и контроллеры в АСУ ТП. Программное обеспечение SCADA для IBM PC совместимых компьютеров. Типовой состав технических средств АСУ ТП.

Понятие о распределенных компьютерных системах управления.

10. Распределенные компьютерные системы управления Управление процессами с распределенной архитектурой.

Функционально-целевая децентрализация. Топологическая децентрализация.

Понятие микропроцессорной системы. Мультимикропроцессорные системы.

Понятие локальной вычислительной сети (ЛВС). Промышленные шины.

Локальные управляющие вычислительные сети. Топология распределенных АСУ ТП. Средства построения ЛУВР с магистральной структурой.

11. Основы теории цифровых систем управления Основы математического моделирования объектов управления.

Понятие об идентификации технологического объекта управления.

Параметрическая схема объекта управления. Математическое описание цифровых систем управления. Регулирование по возмущению и по отклонению, комбинированные системы. Алгоритмы регулирования и управления. Адаптивное управление. Элементарные звенья их статистические и динамические характеристики. Понятие о линейных элементах. Математическое описание непрерывных объектов конечноразностными уровнями. Статические и динамические характеристики технологических объектов управления. Классификация цифровых регуляторов. Качество процесса регулирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

электроавтоматики.- М.: Высшая школа, 2009, 276с.

2. Бечева М.К., Златенов И.Д., Новиков П.Н., Шанкин Е.В.

Электротехника и электроника.- М.: Высшая школа, 2010, 224с.

3. Денисов А.А., Нагорный Б.С. Пневматические и гидравлические устройства автоматики.- М.: Высшая школа, 2009, 214с.

4. Бушуев С.Д., Михайлов В.С. Автоматика и автоматизация производственных процессов. - М.: Высшая школа, 2010, 256с.

5. Методы классической и современной теории автоматиче¬ского управления: Учеб.: В 3 т. Т.2.: Синтез регуляторов и теория оптимизации систем автоматического управления / Под ред. Н.Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

6. Технология реализации компьютерных систем управления на базе программируемых контроллеров. Ч. 1: Учеб. пособие по курсу «Управление в технических системах» / Н.П. Деменков, Е.С. Лобусов, Е.Д. Панин, В.А.

Суханов; Под ред. К.А. Пупкова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.

7. IEC. IEC 1131-3 International Standart, 2011.

8. Зюбин В.Е. К пятилетию стандарта IEC 1131-3. Итоги и пронозы // Приборы и системы управления. 2011. № 1.

9. Прангишвили И.В., Амбарцумян А.А. Основы построения АСУ сложными технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 2009.

1.Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники. Введение в специальность. - М.: Высшая школа, 2010, 224с.

2.Брускин Д.Э. и др. Электрические машины и микромашины. - М.:

Высшая школа, 2009, 423с.

3. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский Диалект, 2010.

4. Коутс Р., Влейминг И. Интерфейс «человек–компьютер».– М.: Мир, 2009.

5. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. – СПб.:

Энергоатомиздат, 2010.

Программа вступительных испытаний по специальности 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (кафедра «Промышленная автоматика») Специалист по данному направлению подготовки должен решать совокупность следующих задач профессиональной деятельности:

1. Автоматизация производства;

2. Автоматизация контроля и испытаний;

3. Методология, научные основы и формализованные методы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП), а также технической подготовкой производства (АСТПП);

4. Математического моделирования организационно-технологических систем и комплексов, функциональных задач и объектов управления и их алгоритмизация;

5. Синтеза промышленной технологии создания АСУТП, АСУП, АСТПП.

6. Синтеза моделей и методов идентификации производственных процессов, комплексов и интегрированных систем управления;

7. Совместное проектирование организационно-технологических распределенных комплексов и систем управления ими;

8. Применять формализованные методы анализа, синтеза, исследования и оптимизация модульных структур систем сбора и обработки данных в АСУТП, АСУП, АСТПП;

9. Повышение эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации;

10. Диагностирование АСУТП, АСУП, АСТПП;

11. Интеллектуализация решения прикладных задач при построении АСУ широкого назначения;

12. Построение экспертных и диалоговых подсистем, включенных в АСУТП, АСУП, АСТПП и др;

13. Автоматизированное проектирование для повышения эффективности разработки и модернизации АСУ;

14. Проектирование технического, математического, лингвистического и других видов обеспечения АСУ;

15. Обеспечение совместимости и интеграции АСУ, АСУТП, АСУП, АСТПП и других систем и средств управления;

16. Разработка автоматизированных систем научных исследований.

ВОПРОСЫ К ВСТУПИТЕЛЬНОМУ ЭКЗАМЕНУ

1. Цели и принципы управления, динамические системы. Статический и динамический режимы динамических систем;

2. Математическое описание объектов управления: пространство состояний, передаточные функции, структурные схемы. Типовые (элементарные) динамические звенья;

3. Основные задачи теории управления: стабилизация, слежение, программное управление, оптимальное управление, экстремальное регулирование;

4. Структуры систем управления: разомкнутые системы, системы с обратной связью, комбинированные системы;

5. Переходная характеристика линейной стационарной системы автоматического регулирования. Типовые динамические звенья и их временные характеристики;

6. Частотные характеристики линейной стационарной системы автоматического регулирования. Типовые динамические звенья и их частотные характеристики;

7. Устойчивость систем управления. Устойчивость по Ляпунову;

8. Устойчивость линейных стационарных систем. Критерий Рауса – Гурвица;

9. Устойчивость линейных стационарных систем. Геометрические и частотные критерии устойчивости линейных стационарных систем автоматического регулирования;

10. Качество процессов управления в линейных динамических системах.

Методы оценки качества. Прямые показатели качества;

11. Качество процессов управления в линейных динамических системах.

Методы оценки качества. Косвенные показатели качества;

12. Качество процессов управления в линейных динамических системах.

Методы оценки качества. Интегральные показатели качества;

13. Методы синтеза линейных стационарных систем автоматического регулирования. Метод логарифмических частотных характеристик;

14. Нелинейные системы автоматического управления. Виды и причины нелинейности. Методы исследования нелинейных систем. Методы линеаризации;

15. Дискретные системы автоматического управления. Уравнения импульсных систем во временной области. Разомкнутые системы. Описание импульсного элемента. Импульсная характеристика приведенной непрерывной части. Замкнутые системы. Уравнения разомкнутых и замкнутых импульсных систем относительно решетчатых функций;

16. Адаптивные САУ - область применения для систем автоматизации (примеры);

17. Статические и динамические характеристики САУ;

18. Функциональные задачи микропроцессорных средств в САУ;

19. Принцип построения микропроцессорной САУ;

20. Элементы автоматических систем. Датчики. Классы датчиков;

21. Исполнительные устройства (механизмы). Составные части исполнительного устройства. Требования к исполнительным устройствам.

Полоса пропускания и шум;

22. Передача измерительных сигналов. Аналоговые и цифровые сигналы.

23. Классификация систем управления технологическими процессами.

Локальные системы контроля, регулирования и управления (ЛСКРиУ). Цели и область применения ЛСКРиУ. Программное управление;

24. Централизованные системы контроля, регулирования и управления (СЦКРиУ). Цели, задачи и область применения СЦКРиУ. Понятие дистанционного и логико-командного управления;

25. Программируемые логические контроллеры (ПЛК). Центральный пульт контроля и управления. Системы отображения параметров технологических процессов, цифровые устройства сигнализации, регистрации, вызывного контроля, мнемосхемы, табло;

26. Определение АСУ ТП. Понятие автоматизированного технологического комплекса. Цели и задачи АСУ ТП. Понятие об оптимизации управления технологическими процессами. Обобщенная блоксхема АСУ ТП. Комплекс типовых функций АСУ ТП. Управляющие функции АСУ ТП. Информационные функции АСУ ТП. Вспомогательные функции АСУ ТП.

27. Принципы построения и классификация АСУ ТП. Типовая структура централизованной АСУ ТП. Управляющие вычислительные машины (УВМ) и устройства связи с объектом (УСО).

28. Типовая структура АСУ ТП с прямым цифровым управлением.

29. Типовая структура АСУ ТП с супервизорным управлением.

30. Система связи оператора-технолога процесса в АСУ ТП.

Информационные системы отображения технологических процессов в АСУ ТП. IBM PC совместимые компьютеры и контроллеры в АСУ ТП.

31. Программное обеспечение SCADA для IBM PC совместимых компьютеров. Типовой состав технических средств АСУ ТП. Понятие о распределенных компьютерных системах управления.

32. Элементарные звенья их статистические и динамические характеристики.

33. Статические и динамические характеристики технологических объектов управления.

34. Классификация цифровых регуляторов. Качество процесса регулирования.

35. Основные этапы и тенденции развития средств и систем автоматизации и управления техническими объектами, технологическими и производственными процессами.

36. Принципы создания технических средств систем автоматизация и управления. Методы стандартизации: типизация, агрегатирование, унификация. Блочно-модульный принцип исполнения технических средств.

37. Системы автоматизации управления техническими объектами:

основные функции и классификация систем, типовые структуры, состав и назначение технических средств.

38. Типовые системы управления техническими объектами:

информационные системы управления, системы автоматического управления, централизованного контроля и регулирования, локальные и распределенные автоматизированные системы управления технологическими процессами.

39. Обеспечение эксплуатационной надежности технических средств автоматизации и управления. Требования к условиям эксплуатации. Методы обеспечения нормального функционирования.

40. Управляющие ЭВМ АСУТП. Организационные и прикладные функции. Иерархия задач управления. Используемые методы теории управления. Типовая структура, состав и назначение технических средств.

Организация связи с технологическим процессом и системами управления более высокого уровня.

41. Типовая структура, иерархия уровней, распределенная архитектура клиент-сервер, состав и назначение средств интегрированных АСУП.

Системы планирования ресурсов предприятия, управления производственным процессом и диспетчерского управления, и сбора данных (ERP, MES и SCADA системы). Стандарты сопряжения уровней.

42. Типовые структуры, состав и назначение интегрированных средств, распределенных АСУТП на базе SCADA-систем и DSP-систем (программнотехнических комплексов распределенного управления).

43. Промышленные (полевые) сети АСУТП. Предпосылки применения.

Основные виды топологии и критерии их сравнения. Процедуры и функции уровня приложений. Протоколы канального уровня. Стандарты интерфейсов с физическим уровнем.

44. Стандарты промышленных сетей. Основные предъявляемые требования. Сети системного уровня, уровня датчиков и исполнительных механизмов и их характеристика.

45. Системы автоматизации проектирования САПР. Уровни и этапы проектирования и задачи их автоматизации. Структура и принципы построения. Системное, функционально-логическое, схемотехническое и конструкторское проектирование.

46. Идентификация систем. Структурная и параметрическая идентификация. Методы идентификации статических и динамических характеристик объектов управления по экспериментальным данным.

47. Программно-технические средства распределенных систем управления. Локальные управляющие вычислительные сети, системы и комплексы. Базовые сетевые технологии. Методы доступа к разделяемой среде передачи данных, технические средства физической и логической структуризации. Промышленные локальные управляющие вычислительные сети, промышленные компьютеры и АРМ.

магистральности, модульности и микропрограммного управления.

Структура, архитектура, назначение и состав средств. Организация системы шин, памяти, интерфейсов ввода/вывода, внутри и межсистемного взаимодействия.

49. Однокристальные микропроцессоры и микропроцессорные комплекты. Основные типы, классификация, назначение и области применения. Методы и средства разработки, программирования и отладки микропроцессорных и микроконтроллерных систем.

50. Нейрокомпьютеры, системы и комплексы. Основные понятия, определения и задачи нейронных сетей. Основы построения алгоритмов обучения. Их структура, архитектура и построение на основе микропроцессорных систем, сигнальных микропроцессоров и программируемых логических интегральных схем.

51. Промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК).

Основные задачи и предъявляемые требования. Условия эксплуатации, конструктивы исполнения. Стандарты системных магистралей. Структура, состав и назначение. Принципы организации работы и программирования.

52. Организация связи датчиков и исполнительных устройств объекта автоматизации с управляющей ЭВМ. Способы передачи сигналов.

Рекомендации стандартов МЭК. Их достоинства и недостатки.

53. Физические и математические модели. Принципы и этапы моделирования. Имитационное моделирование. Технические и программные средства моделирования.

54. Системы компьютерного управления технологическими процессами в реальном времени. Виды и задачи управления. Характеристики процессов, влияющие на структуру, архитектуру и состав программно-аппаратных средств системы управления. Особенности программирования систем реального времени.

технологическими процессами. Модели взаимодействия человека и технической системы. Представление информации и знаний. Управление уровнем сложности системы. Состав технических и программных средств оборудования интерфейса пользователя.

56. Сигналы. Классификация и характеристики. Формы представления и описания сигналов. Пространство сигналов: метрическое, линейное, нормированное, со скалярным произведением. Дискретные и интегральные представления сигналов.

57. Сущность цифровой обработки сигналов. Аналоговые, дискретные и цифровые сигналы. Отсчеты аналогового сигнала. Частота Найквиста.

Спектр дискретизированного сигнала. Теорема Котельникова.

Восстановление непрерывного сигнала с использованием интерполирующих и экстраполирующих полиномов.

58. Способы описания аналоговых/дискретных линейных систем (систем непрерывного и дискретного времени). Дифференциальное/разностное уравнение. Функция передачи. Импульсная характеристика. Комплексный коэффициент передачи. Устойчивость систем.

59. Модели вход-выход непрерывных/дискретных линейных систем:

дифференциальные уравнения, передаточные функции, временные и частотные характеристики. Типовые элементарные звенья.

60. Устойчивость линейных систем. Характеристическое уравнение.

Необходимое и достаточное условия. Алгебраические и частотные критерии (Михайлова, Найквиста и Рауса-Гурвица). Устойчивость систем с чистым запаздыванием. Связь между устойчивостью дискретной и непрерывной систем.

61. Нелинейные системы. Особенности. Виды нелинейностей. Анализ устойчивости и равновесных режимов методами фазовой плоскости, гармонической линеаризации и припасовывания. Асимптотическая и абсолютная устойчивость систем: методы Ляпунова и Попова.

62. Оптимальные системы. Задачи оптимального управления. Критерии оптимальности. Синтез систем оптимальных по быстродействию с использованием принципа максимума, динамического программирования и классического вариационного исчисления.

63. Адаптивные системы. Принципы построения, структуры и классификация. Параметрическая, структурная адаптация. Системы с эталонной моделью. Экстремальные системы. Алгоритмы адаптации и идентификации. Адаптивные регуляторы АСУТП.

64. Робастные системы. Принципы построения, структуры и классификация.

65. Нечеткие системы управления. Принципы построения, структуры и классификация.

66. Датчики: классификация, статические и динамические характеристики, принципы построения, структура, состав, назначение и конструктивное исполнение. Стандартизация и унификация. Способы организации интерфейса с устройствами управления.

67. Аналого-цифровые преобразователи: методы аналого-цифрового преобразования, основные характеристики, математические модели, принципы построения, структуры и состав, схемотехника и характеристики интегральных микросхем АЦП.

68. Цифро-аналоговые преобразователи: методы цифро-аналогового преобразования, основные характеристики, математические модели, принципы построения, структуры и состав, схемотехника и характеристики интегральных микросхем ЦАП.

69. Способы использования программно-аппаратных средств однокристальных микро-ЭВМ и микроконтроллеров при построении АЦП и ЦАП и их интерфейса с устройствами управления. Состав программноаппаратных средств и их характеристика.

70. Электромеханические исполнительные устройства: классификация, структура, состав и назначение. Усилительно-преобразующие устройства, электродвигатели и передаточные механизмы сочленения с органами управления: принципы построения, математические модели, конструктивное исполнение и характеристики.

71. Электромагнитные исполнительные устройства: классификация, структура, состав и назначение. Усилительно-преобразующие устройства, электромагнитные реле, соленоиды и муфты: принципы построения, математические модели, конструктивное исполнение и характеристики.

72. Электропривод с микроконтроллерным управлением двигателем постоянного тока: структура, состав и назначение компонентов, математическая модель и алгоритмы управления, схемотехника, характеристики и конструктивное исполнение.

73. Цифровой электропривод с микропроцессорным управлением шаговым двигателем: структура, состав и назначение компонентов, математическая модель и алгоритмы управления, схемотехника, характеристики и конструктивное исполнение.

74. Системы передачи данных: типовая структура, состав, характеристики и назначение компонентов. Организация каналов связи.

Мультиплексирование/демультиплексирование каналов и каналообразующая аппаратура.

75. Элементарные динамические звенья. Виды и основные характеристики. АСУТП. Состав управляющих функций АСУ ТП. Состав информационно-вычислительных функций АСУ ТП.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ким Д.П. Теория автоматического управления: [в 2-х т.]: учебник для вузов/Д.П. Ким. Т.1. Линейные системы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 310с.

2. Ким Д.П. Теория автоматического управления: [в 2-х т.]: учебник для вузов/Д.П. Ким. Т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 440с.

3. Современная автоматика в системах управления технологическими Издательство: Инфра-М. Серия: Высшее образование. ISBN 978-5-16-005162г.400 стр.

4. Гайшун И. В., Введение в теорию линейных нестационарных систем.

- М.: УРСС, 2012 – 385с.

5. Ильичев В. Г., Устойчивость, адаптация и управления в экологических системах. – М.: Физматлит, 2009 – 190с.

6. Алексеев А. А, Кораблев Ю. А., Идентификация и диагностика систем (учебник для студентов). – М.: Академия, 2009 – 352с.

7. Системы автоматического управления. Теория, применение, моделирование в MATLAB. Автор: Александр Ощепков. Издательство: Лань.

Серия: Учебники для вузов. Специальная литература. ISBN 978-5-8114-1471г. 208 стр.

8. Ким Д.П. Сборник задач по теории автоматического управления.

Линейные системы: учеб. пособ. для вузов/Д.П. Ким, Н.Д. Дмитриева. – М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 166с.

9. Ким Д.П. Сборник задач по теории автоматического управления.

Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы: учеб.

пособ. для вузов/Д.П. Ким. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. – 328с.

10. Управление в технических системах. Авторы: Анатолий Иванов, Сергей Торохов. Издательство: Форум. Серия: Высшее образование. ISBN 978-5-91134-641-6; 2012 г. 272 стр.

11. Белов М.П. Технические средства автоматизации и управления: учеб пособ. – СПб: СЗТУ, 2006. – 184с.

12. Данилушкин И.А. Аппаратные средства и программное обеспечение систем промышленной автоматизации. – Самара: СГТУ, 2007. – 168с.

13. Основы построения систем и сетей передачи информации: Учеб.

пособ. для вузов / В.М. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М.

Щекотихин. – М.: Горячая линия-Телеком, 2005. – 382с.

14. Алексеев А.А., Кораблев Ю.А., Шестопалов М.Ю. Идентификация и диагностика систем: учеб. для вузов. – М.: Академия, 2009. – 352с.

15. Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных:

учебник для вузов/ Под ред. проф. А.Д. Хомоненко. 6-е изд. – СПб: КОРОНА Век, 2009. – 736с.

16. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов: учебник для вузов. 2е изд. – СПб: Питер, 2006. – 751с.

17. Основы построения систем и сетей передачи информации: Учеб.

пособ. для вузов / В.М. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М.

Щекотихин. – М.: Горячая линия-Телеком, 2005. – 382с.

Электронные ресурсы:

http://www.asutp.ru/ http://www.schneider-electric.ru http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/ru/ http://rlda.ru/ http://www.ipc2u.ru http://owen.ru/ Программа вступительных испытаний по специальности 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и Перечень вопросов к вступительному экзамену:

1. Большая система и ее свойства 2. Системный подход к математическому моделированию.

3. Математическое подобие объектов.

4. Иерархия, классификация моделей и уровни моделирования.

5. Дискретные математические модели.

6. Непрерывные математические модели.

7. Стохастические математические модели.

8. Требования, предъявляемые к математическим моделям.

9. Погрешности моделирования.

10. Компьютерное моделирование в научных исследованиях и образовании.

11. Проверка адекватности математической модели.

12. Аналитические модели.

13. Имитационное моделирование.

14. Моделирование организационных систем.

15. Нейросетевые математические модели.

16. Этапы разработки математических моделей.

17. Интерпретация результатов моделирования.

18. Математические модели массового обслуживания.

19. Что понимают под стандартом управления, какие существуют стандарты управления.

20. В чем состоит концепция ERP.

21. Назовите элементы качества, регламентируемые стандартом ISO 9001.

22. Перечислите этапы создания и внедрения системы качества на пред-приятии.

23. Чем отличается управление состоянием технологического процесса (ТП) от управления его структурой? Приведите наглядные примеры.

24. Объясните на известном простом примере такие понятия, как:

состояния, структура, управление, помехи ТП. Что такое динамические переменные ТП, параметры структуры?

25. Дайте содержательную трактовку линейного разностного регрессионно-авторегрессионного уравнения ТП.

26. Как формализуются цели и целевые критерии управления?

Приведите известный вам пример из области управления технологическим процессом.

27. В чем отличие условно-оптимального и оптимального управлений?

28. Какие структурные элементы технологических операций технологических процессов Вы знаете? Перечислите и объясните их.

29. Объясните смысл теоретико-множественного описания технологий.

30. Почему средства контроля должны наиболее полно отражать всевозможные состояния продуктов ТП?

31. Почему осуществляя контроль любого нечеткого технологического процесса мы должны предусматривать самую худшую ситуацию – максимальные отклонения от стандартных показаний?

32. Опишите траекторную динамику технологического процесса с помощью нечеткого графа.

33. Какие меры сравнения состояний технологий Вы знаете? Чем отлича-ются метрические и не метрические меры?

34. Какой коэффициент корреляции (классический или модифицирован-ный) предпочтительнее для сравнения векторов, с значительно отличающимися абсолютными значениями?

35. В каких абсолютных пределах изменяется мера различия для оптимальной по различающей способности меры сходства ?

36. В каких абсолютных пределах изменяется мера различия для нечетких мер сходства?

37. Объясните смысл глобального оптимизационного критерия. В чем смысл локальной оптимизации технологий?

38. Объясните физический смысл оптимальной по различению меры сходства.

39. Объясните смысл критерия Пирсона-Фишера «хи-квадрат». Как используется данный критерий при сравнении технологий?

40. Чем определяется число степеней свободы состояний технологий?

41. Сравните критерии «хи-квадрат» и меру сходства, оптимальную по различающей способности, в задаче анализа частотных распределений технологий.

42. Какие меры для оценивания силы связи показателей качества технологий Вы знаете?

43. Чем отличаются критерии «хи-квадрат» и мера сходства, оптимальная по различающей способности, при оценивании силы связи показателей качества технологий?

44. В чем смысл отрицательной обратной связи? Что такое система регулирования?

45. Чем отличается автоматическая система управления от автоматизированной? Перечислите и объясните основные этапы синтеза систем управления. Какой основной принцип управления заложен в процесс синтеза?

46. Изложите алгоритм исследования динамики физической системы.

47. В чем заключается принцип подобия при моделировании физических систем?

48. Динамика каких систем описывается дифференциальными, а каких Разностными уравнениями? Приведите примеры.

49. Каким свойствам удовлетворяет линейная система? Объясните эти свойства.

50. В чем смысл преобразований Лапласа для линейных динамических систем?

51. Как определяется установившееся значение выхода линейной системы?

52. Дайте определение передаточной функции линейной системы.

Приведите пример.

53. Что такое структурная схема линейной системы?

54. Что такое сигнальный граф линейной системы? Приведите пример структуры и соответствующего сигнального графа. Зачем нужны сигнальные графы?

55. Что такое регуляторы плавного действия? Приведите пример.

56. Что такое релейные регуляторы? Зачем они нужны? Что такое закон регулирования? Перечислите известные Вам законы и объясните их.

57. В чем основные преимущества ПИД-регуляторов?

58. Изобразите графически отклик регуляторов на возмущение. Какие критерии качества регулирования Вы знаете? Объясните их смысл.

59. Системный подход к математическому моделированию.

60. Математическое подобие объектов.

61. Иерархия, классификация моделей и уровни моделирования.

62. Дискретные математические модели.

63. Непрерывные математические модели.

64. Требования, предъявляемые к математическим моделям.

65. Погрешности моделирования.

66. Проверка адекватности математической модели.

67. Аналитические модели.

68. Имитационное моделирование.

69. Роль моделирования в процессе научного исследования.

70. Этапы разработки математических моделей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование:

Идеи. Методы. Примеры. – М.: Физматлит, 2005. – 316 с.

2. Седов А.В. Моделирование объектов с дискретно-распределенными параметрами: декомпозиционный подход. – Наука, 2010. - 438 с.

3. Введение в математическое моделирование: Учеб. Пособие /Под ред.

П.В.Трусова. – М.: Логос, 2004. – 440с 4. Строгалев В.П., Толкачева И.О. Имитационное моделирование: Учеб.

пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 280 с.

5. Шевчук В.П. Моделирование метрологических характеристик интеллектуальных измерительных приборов и систем. – М. Физматлит, 2011.

– 320 с.

6. Зализняк В.Е. Численные методы. Основы научных вычислений. – М.:

Издательство Юрайт, 2012. – 356 с.

7. Иртегов Д.В. Введение в операционные системы. – СПб.:

Издательство: БХВ-Петербург, 2008. – 1040 с.

8. Гордеев А.В. Операционные системы. – СПб.: Питер, 2004. – 414 с.

9. Пескова С.А. Сети и телекоммуникации: Учебное пособие / С.А.

Пескова. – М., Академия, 2006. – 352 с.

10. Пирогов В.Ю. Информационные системы и базы данных:

организация и проектирование. Учебное пособие. – Издательство: BHV, 2009. – 528 с.

11. Молдовян Н.А. Теоретический минимум и алгоритмы цифровой подписи. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 304 с.