ОБЗОРНЫЕ ЛЕКЦИИ
для студентов 5 курса спец. АТП
Теория автоматического управления

22.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 14.00
27.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 10.00

доц. Карпович Д.С.

Моделирование объектов систем автоматизации

22.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 12.00
26.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 10.00

доц. Кобринец В.П.

Автоматизированный электропривод

23.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 15.40 – 17.05
17.25. – 19. 00

ст.пр. Лихавицкий В.В.

Метрология, методы и приборы технических измерений

25.11.2019 г. – ауд. 103а – 1 – 13.50 – 15.20
17.25 – 19.00

доц. Бакаленко В.И.

Гоэсэкзамен состоится 30 ноября 2019 г., в 9.00, ауд. 111 корп.

Вопросы

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1. Математическое описание сигналов в непрерывных линейных детерминированных системах.

2. Математическое описание сигналов в непрерывных линейных стохастических системах.

3. Математическое описание сигналов в линейных дискретных системах.

4. Типовые элементарные звенья и их характеристики.

5. Типовые статические нелинейности и их характеристики.

6. Преобразование структурных схем линейных непрерывных систем.

7. Критерий устойчивости непрерывных линейных систем.

8. Критерий устойчивости дискретных линейных систем.

9. Критерий устойчивости нелинейных систем.

10. Построение переходных процессов для линейных непрерывных систем.

11. Построение переходных процессов для линейных дискретных систем.

12. Критерии качества регулирования.

13. Синтез системы регулирования методом расчета параметров регулятора на желаемую степень затухания ПП.

14. Синтез системы регулирования методом расчета параметров регулятора на желаемый показатель колебательности.

15. Синтез системы управления с использованием упредителей типа Смита.

16. Синтез инвариантных систем управления.

17. Многосвязные линейные системы и их анализ.

18. Синтез многосвязных линейных систем с использованием модального управления и компенсаторов.

19. Методы фазовой траектории при исследовании нелинейных систем.

20. Метод гармонической линеаризации и его использование при анализе и синтезе систем управления.

21. Синтез дискретных компенсационных регуляторов из условия обеспечения желаемого времени        регулирования.

22. Синтез дискретных компенсационных регуляторов из условия, обеспечивающих желаемое расположение полюсов характеристического уравнения.

23. Синтез дискретных компенсационных  регуляторов из условия, обеспечивающих минимизацию дисперсии выходного сигнала линейной системы.

24. Элементы инвариационного вычисления и применение их для расчета оптимального управления.

25. Вывод основных соотношений принципа максимума. Проблемы его исследования.

26. Динамическое программирование. Рекуррентное управление. Уравнение оптимальности. Проблемы исследования.

27. Аналитическое конструирование регуляторов для линейных непрерывных систем.

28. Аналитическое конструирование регуляторов для линейных дискретных систем.

29. Синтез наблюдателей переменных состояний.

30. Адаптивные системы управления. Классификация. Синтез адаптивной системы с эталонной моделью на основе подстройки коэффициентов уравнения переменных состояний.

Моделирование объектов и систем управления

1. Модель динамики объектов регулирования уровня вещества.
2. Модель динамики объекта регулирования расхода вещества.
3. Модель динамики объектов регулирования концентрации веществ.
4. Модель идеального перемешивания.
5. Модель идеального вытеснения.
6. Диффузионные модели.

7. Ячеечные модели.

8. Моделирование процессов прямоточных теплообменников без учета тепловой емкости стенки трубы.

9. Моделирование процессов противоточных теплообменников без учета тепловой емкости стенки трубы.

10. Моделирование процессов в теплообменниках с учетом накопления теплоты в его стенках.

11. Получение передаточных функций для противоточных теплообменников.

12. Вывод передаточных функций конденсатора без учета накопления тепла в стенке.

13. Вывод передаточных функций конденсатора с учетом накопления тепла в стенке.

14. Принципы построения математических моделей аналитическими методами.

15. Оценка взаимосвязи переменных статистической модели на основе корреляционного анализа.

16. Определение коэффициентов уравнения регрессии.

17. Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии.

18. Оценка адекватности уравнения регрессии.

19. Ортогональные планы 1-го порядка.

20. Планы 2-го порядка.

21. Свойства и характеристики стационарных случайных процессов.

22. Идентификация параметров передаточной функции методом моментов.

23. Идентификация параметров передаточной функции методом модулирующих функций.

24. Беспоисковые алгоритмы идентификации с адаптивной моделью в пространстве переменных состояний.

25. Поисковые алгоритмы идентификации с адаптивной моделью.

26. Идентификация параметров передаточной функции методом площадей.

27. Проведение эксперимента по снятию переходных функций. Методы сглаживания переходных функций.

28. Виды активных воздействий для определения динамических характеристик. Изучение объекта и подготовка аппаратуры для проведения эксперимента.

29. Методы и принципы для получения математических моделей.

30. Математическая модель процесса газовой абсорбции.

Метрология, методы и приборы технических измерений

1. Методы измерений: классификация (непосредственной оценки, сравнения с мерой: дифференциальный, нулевой).
2. Погрешности измерений: абсолютная, относительная, приведенная, систематическая, случайная. Способы обнаружения и устранения.
3. Средства измерений: виды, назначения, структурные схемы (прямого действия и компенсационного).
4. Метрологические характеристики средств измерения:  статические и динамические характеристики, погрешности, чувствительность.
5. Погрешности средств измерений: класс точности, вариация, размах, аддитивная, мультипликативная.
6. ГСП: принципы построения.
7. ПИП: назначение, классификация. Резистивные, индуктивные и емкостные ПИП. Принцип действия, характеристики, применение.
8. Мостовые измерительные схемы (уравновешенные, неуравновешенные, частотнозависимые мосты).
9. Компенсационные измерительные схемы: принцип действия характеристики.
10. Автоматические мосты и потенциометры.
11. Деформационные манометры (мембранные, сильфонные, Бурдона). Установка СИ давления и защита от агрессивных сред.
12. Термометры расширения: жидкостные, дилатометрические, биметаллические.
13. Термоэлектрические преобразователи. Принцип действия. Поправка на температуру холодных спаев, способы включения.
14. Измерение температуры с помощью термопреобразователей сопротивления (ТС).
15. Вторичные приборы, работающие с ТС: мосты, логометры, нормирующие преобразователи.
16. Пирометрия. Теория. Разновидности пирометров. Оптические пирометры. Цветовые и радиационные пирометры.
17. Методы измерения уровня. Поплавковые, буйковые, гидростатиче-ские, емкостные.
18. Акустические, радиационные, весовые уровнемеры.
19. Измерения расхода жидкостей и газов. Требования, классификация. Расходомеры переменного перепада давления.
20. Расходомеры обтекания. Ротаметры. Вихревые, кориолисовы, тепловые.
21. Тахометрические расходомеры. Турбинные, шариковые, камерные расходомеры и счетчики. Акустические и электромагнитные расходомеры. Принцип действия, характеристики.
22. Методы измерения плотности жидкостей (весовой, поплавковый, гидростатический, вибрационный).
23. Измерение плотности газов.
24. Измерение вязкости: методы, источники погрешностей. Капиллярный вискозиметр. Вискозиметр с падающим телом.
25.  Психрометрический метод измерения влажности.
26. Определение влажности газов (гигрометры точки росы, диэлькометрические, кулонометрические).
27. Измерение влажности твердых и сыпучих материалов. Прямые  и косвенные методы определения влажности веществ (кондуктометрический, СВЧ, ИК).
28. Термокондуктометрические и магнитные газоанализаторы.
29. Потенциометрический метод измерения концентрации. Конструкции электродов.
30. Передача информации на расстояние. Модуляция. Виды. Пневматические и электрические системы передачи информации (с частотным сигналом, дифференциально-трансформаторные, сельсинные).

Автоматизированный электропривод отрасли

1. Трехфазные асинхронные двигатели. Принцип действия. Типы роторов. Способы управления скоростью. Схема Даландера для постоянного момента и для квадратичного момента.

2. Двигатели постоянного тока. Принцип действия. Классификация Способы управления скоростью.

3. Универсальные (коллекторные). Синхронизированные асинхронные двигатели. Линейные двигатели. Шаговые двигатели.

4. Системы пуска трехфазного асинхронного двигателя. Сравнительная характеристика способов пуска. Пуск однофазных асинхронных двигателей.

5. Тормозные режимы асинхронных двигателей. Рекуперативное торможение. Торможение противовключением. Динамическое торможение с самовозбуждением.

6. Защита двигателя. Причины неисправностей и их последствия. Неисправность обмотки статора или ротора. Неисправности относящиеся к питанию двигателя. Неисправности работы двигателя, связанные с внешними причинами.

7. Нагрев и охлаждение электродвигателей. Уравнение теплового баланса. Классы электроизоляции по нагревостойкости.

8. Функции защиты. Выключатели двигателя. Защита от перегрузки. Защита от короткого замыкания. Схемы построения устройства управления электродвигателями. Основные функции устройств управления электродвигателями. Реле перегрузки (тепловые или электронные). Контроль температуры обмоток.

9. Преобразователи частоты. Общие сведения. Основные виды. Структура и компоненты устройств плавного пуска и преобразователей частоты.

10. Датчики скорости. Тахогенераторы. Оптические энкодеры. Интерфейсы связи с электрическими приводами.

11. Силовые компоненты, основные виды. Схемотехника силовых модулей приводов.

12. Расчётные схемы механической части привода. Приведение маховых масс.

13. Получение расчётной схемы кинематической цепи. Экспериментальное определение моментов инерции. Механизмы с переменными статическими моментами и инерционными свойствами.

14. Статические характеристики рабочих машин. Уравнения движения электропривода.

15. Механические характеристики приводов постоянного тока. Характеристики приводов с управляемыми выпрямителями. Режим непрерывного тока якоря, приводов с широтно-импульсными преобразователями.

16. Характеристики двигателей и приводов постоянного тока. Тормозные режимы двигателей постоянного тока. Расчёт сопротивлений в якорной цепи.

17. Характеристики асинхронного двигателя при питании от источника тока. Токи намагничивания и ротора. Электромагнитный момент.

18. Законы частотного управления.

19. Векторное управление асинхронным приводом.

20. Механические характеристики синхронных двигателей. Режимы работы синхронного двигателя.

21. Вентильные двигатели. Устройство и принцип действия. Характеристики двигателя

22. Переходные режимы в электроприводах. Переходные процессы при постоянной скорости холостого хода. Время пуска и торможения электропривода

23. Пуск привода вхолостую. Пуск привода с реактивным моментом нагрузки. Пуск привода с активным моментом нагрузки Торможение привода под нагрузкой.

24. Оптимальное управление приводами положения.

25. Стандартные номинальные режимы работы двигателей.

26. Принципы построения замкнутых систем регулируемого электропривода. Статические характеристики замкнутых систем

27. Структура электропривода и классификация.

28. Применение наблюдателей в системах с непосредственным ориентированием по полю. казус доктора Куботы. Наблюдатели в асинхронном электроприводе с датчиком скорости.

29. Упрощенная классификация наблюдателей электроприводов. Наблюдатели в асинхронном электроприводе.  Исходные формулы. Модель статора и ротора АД (в системе a,b). Модель полного порядка.

30. Способы определения параметров схемы замещения и суммарного момента инерции. Рекомендации по использованию преобразователей частоты