МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Технологический институт

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Технологический институт
Федерального государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования
«Южный федеральный университет»
ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан ФАВТ
___________Ю.М.Вишняков
«___»_____________2010 г.
ПРОГРАММА
государственного междисциплинарного экзамена
на степень (квалификацию) – «Магистр техники и технологий»
по направлению 220200 «Автоматизация и управление»
Таганрог 2010
1
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ГОСУДАРСТВЕННОГО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОГО
ЭКЗАМЕНА
Государственный экзамен проводится с целью установления соответствия уровня
теоретической подготовленности магистранта по направлению «Автоматизация и
управление» требованиям, указанным в государственном образовательном стандарте.
Магистр по направлению “Автоматизация и управление” должен знать:
– методы и средства проведения научных исследований в области автоматизации
и управления;
– методы построения математических моделей технических систем,
технологических процессов и производств как объектов автоматизации и
управления;
– методы моделирования, анализа и синтеза автоматических и
автоматизированных систем контроля и управления объектами различной
природы;
– технологию разработки алгоритмического и программного обеспечения систем
автоматизации процессов управления;
– перспективы и тенденции развития информационных технологий управления;
– современные технические средства, средства вычислительной техники,
средства коммуникаций и связи для автоматических и автоматизированных
систем контроля и управления;
– порядок, методы и средства защиты интеллектуальной собственности;
– технические характеристики отечественных и зарубежных образцов аппаратнопрограммных комплексов для систем автоматизации и управления;
– основные требования к организации труда при проектировании средств и
систем автоматизации и управления;
– правила, методы и средства подготовки технической документации;
– основы экономики, организации труда, организации производства и научных
исследований;
– основы трудового законодательства;
– правила и нормы охраны труда.
Для решения профессиональных задач магистр должен быть:
– подготовлен к участию во всех фазах исследования, проектирования,
разработки, изготовления и эксплуатации средств и систем автоматизации и
управления;
– подготовлен к участию в разработке всех видов документации на аппаратные,
программные средства и аппаратно-программные комплексы систем
автоматизации и управления;
– готов к участию в научных исследованиях и выполнению технических
разработок в своей профессиональной области;
– умеет осуществлять сбор, обработку и систематизацию научно-технической
информации по заданному направлению профессиональной деятельности,
применять для этого современные информационные технологии;
– способен изучать специальную литературу, анализировать достижения
отечественной и зарубежной науки и техники в области профессиональной
2
–
–
–
–
–
деятельности;
способен взаимодействовать со специалистами смежного профиля при
разработке математических моделей объектов и процессов различной
физической природы, алгоритмического и программного обеспечения систем
автоматизации и управления, в научных исследованиях и проектноконструкторской деятельности;
готов к работе в коллективе исполнителей, знаком с методами управления и
организации работы такого коллектива;
умеет на научной основе организовать свой труд, владеет современными
информационными технологиями, применяемыми в сфере его
профессиональной деятельности;
способен в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к
переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, умеет
приобретать новые знания, используя современные информационные
образовательные технологии;
методически и психологически готов к изменению вида и характера своей
профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.
3
ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплине
“Современные проблемы автоматизации и управления”
Фундаментальные проблемы и математические методы современной теории
управления и теории систем; новые объекты и задачи управления в технике, экономике,
социальных и биологических системах; универсальная природа основных принципов
управления и междисциплинарный характер науки об управлении.
Математические модели и способы описания сложных систем; декомпозиция и
агрегирование при исследовании систем управления; системы со сложной структурой,
распределенные и иерархические системы; современные методы
идентификации
объектов управления.
Методы анализа и синтеза алгоритмов управления; синтез систем управления в
условиях неполной определенности; сложные классы математических моделей систем
автоматизации и управления  нелинейные, нестационарные, стохастические, с
распределенными параметрами  методы их анализа и синтеза; компьютерные технологии
проектирования систем управления; программные средства имитации динамических
систем; методы искусственного интеллекта.
Развитие технических средств автоматизации и управления.
Роль технологий управления в современном обществе и требования к специалистам
в области управления.
(Лектор проф. каф САУ А.Р. Гайдук)
Вопросы:
1. Задача автоматизации и управления. Решение её но основе системного подхода.
2. Математические модели и способы описания сложных систем. Традиционные
модели – линейные, линеаризованные.
3. Современные – нелинейные модели систем со сложной структурой.
Необходимость перехода к нелинейным моделям.
4. Компьютерные технологии исследования динамических систем. Квантование по
уровню. Проблемы линейных моделей: высокий порядок; обусловленность. Число
обусловленности.
5. Проблема жесткости дифференциальных уравнений. Признаки жесткости
линейных системы дифференциальных уравнений.
6. Методы решения непрерывных нелинейных систем дифференциальных уравнений
на ЭВМ. Применение явных и неявных схем.
7. Устойчивость явных и неявных схем разностных схем.
8. Характеристические показатели функций – показатели Ляпунова. Определение,
смысл и свойства показателей Ляпунова.
9. Определение показателей Ляпунова для решений нелинейных систем
дифференциальных уравнений.
10. Параметры и переменные нелинейных систем дифференциальных уравнений.
Зависимость решений нелинейных систем дифференциальных уравнений от
параметров. Бифуркации.
11. Устойчивые и неустойчивые стационарные решения. Аттракторы и репеллеры.
12. Ветвление решений, критические точки. Точки бифуркаций. Проблема
адекватности математических моделей.
4
Литература:
1. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики.
М.: Эдиториал УРСС, 2000.
2. Чуличков А.И. Математические модели нелинейной динамики. М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2003.
3. Данилов Ю.А. Лекции по нелинейной динамике (учебное пособие). М.:
ПОСТМАРКЕТ, 2001
4. Кроновер. Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах (учебное пособие).
М.: ПОСТМАРКЕТ, 2000.
5. Краснощеченко В.И., Крищенко А.П. Нелинейные системы: геометрические
методы анализа и синтеза. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана. 2005.
6. Демидович Б.П. Лекции по математической теории устойчивости. М.: Наука,
1967
7. Берже П., Помо И., Видель К. Порядок в хаосе. М.: Мир, 1991.
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплине
“Компьютерные технологии в науке и образовании”
Информационные технологии в научных исследованиях и разработках;
компьютерные методы и технологии анализа и интерпретации данных; компьютерные
системы поддержки принятия решений; локальные и глобальные компьютерные сети;
поиск научно-технической информации в Интернет; компьютерная графика в научных
исследованиях; гипермедиа и мультимедиа системы; распределенные базы данных;
интеграция ресурсов Интернет с распределенными базами данных; дистанционное
обучение, технологии и средства; видеоконференции.
(Лектор доц. каф САПР Ю.А. Кравченко)
Вопросы:
Понятие информационной технологии как научной дисциплины.
Структура предметной области информационной технологии.
Место информационной технологии в современной системе научного знания.
Новая информационная технология.
Основные научные направления развития информационных технологий.
Проблема семантического сжатия информации.
Методологический аппарат науки как информационная технология.
Технологии и методы анализа и интерпретации данных.
Технологии оперативной аналитической обработки данных OLAP и многомерные
модели данных.
10. Технология глубинного анализа данных.
11. Технология визуализации данных.
12. Основные методы разведочного статистического анализа.
13. Анализ распределений переменных.
14. Разведочный анализ корреляционных матриц.
15. Анализ многовходовых таблиц частот.
16. Методы многомерного разведочного анализа.
17. Кластерный анализ.
18. Объединение (древовидная кластеризация).
19. Метод К средних.
20. Факторный анализ.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
5
21. Анализ дискриминантных функций.
22. Многомерное шкалирование.
23. Логлинейный анализ.
24. Канонический анализ.
25. Множественная регрессия.
26. Анализ соответствий.
27. Анализ временных рядов.
28. Деревья классификации.
29. Нейронные сети.
30. Сеть Хопфилда.
31. Нейронное управление.
32. Применение генетических алгоритмов обучения нейронных сетей.
33. Нечеткие нейросети.
34. Графические методы РАД (визуализация данных).
35. Задачи компьютерных систем поддержки принятия решений.
36. Влияние неопределенности и субъективности оценок на компьютерную поддержку
принятия решения.
37. Трудности, возникающие при использовании компьютерных систем поддержки
принятия решений и возможности их преодоления.
38. Структура системы поддержки принятия решений.
39. Компьютерные системы поддержки принятия решений и экспертные системы на
предприятиях.
40. Компьютерная поддержка принятия решений в САПР.
41. Аппаратно-программные средства систем поддержки принятия решений.
42. Групповая обработка данных.
Литература:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Автоматизированные ИТ / Под ред. Г.А. Титоренко - М.: Финансы, статистика,
информатика, 1998.
Громов Г.Р. Очерки. Информационные технологии - М.:ИНФОАРТ, 1993
Информационные системы в экономике /Учебник под редакцией Дика. - М.:
Финансы и статистика, 1996.
Иоффе А.Ф. Персональные ЭВМ в организационном управлении - М.: Наука,
1988.
Компьютерные технологии обработки информации / Под ред. Назарова С.В. М.: Финансы и статистика, 1995.
Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2002. – М.:
ОЛМА-ПРЕСС, 2002. – 920 с.
Лихачева Г.Н. Информационные технологии в экономике: Учебнопрактическое пособие / Московский государственный университет экономики,
статистики и информатики. – М.: МЭСИ, 1999. – 136 с.
Макарова Н.В. Информатика: Учеб. пос. - М.: Финансы и статистика, 1997,
368с.
Макарова Н.В. Информатика: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 1997, 768с.
Петров В.Н. Информационные системы: Учебник. – СПб.: Питер, 2002. – 688 с.
Советов Б.Я. Информационные технологии М.: Высшая школа,2004
Федоров А.Г., Борзенко А.Е. Мультимедиа для всех - М.:ПИРИТ, 1995
Экономическая информатика и вычислительная техника / под ред. В.П.
Косарева, Л.Ю. Кополева - изд. 2-е - М.: Финансы и статистика, 1996. - 33с.
Якубайтис Э.Я. Информационные технологии в экономике: Учебнопрактическое пособие / Московский государственный университет экономики,
статистики и информатики. – М.: МЭСИ, 1999. - 138 с.
6
15. Боровиков В. Statistica: искусство анализа данных на компьютере: для
профессионалов / В. Боровиков. - СПб.: Питер; М.. 2001. - 650 с.
16. Тюрин Ю.Н. Анализ данных на компьютере / Ю. Н. Тюрин, А. А.
Макаров; под ред. В.Э. Фигурнова. - 3-е изд.. перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М,
2003. - 544 с.
17. Когаловский
М.Р.
Перспективные
технологии
информационных
систем / М. Р. Когаловский. - М.: ДМК пресс;: АйТи. 2003. - 284 с. - (ИТЭкономика/науч. ред. М.И. Лугачев).
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплине
“История и методология информатики и вычислительной техники”
“Докомпьютерная” информатика: алгоритмы и их анализ в математике, машинная
обработка статистических данных, теория алгоритмов и математическая логика; история и
этапы эволюции вычислительной техники; кибернетика и информатика; компьютерная
математика; численные методы и аналитические вычисления; развитие языков и
технологии программирования; основные парадигмы программирования; эволюция
проблем человеко-машинного взаимодействия и методов их решения; системы
искусственного интеллекта; эволюция архитектуры вычислительных систем и сетей;
компьютерная графика и системы мультимедиа; формирование информатики как
фундаментальной науки.
(Лектор проф. каф САиТ В.И. Кодачигов)
Вопросы:
1. Понятие «Информация» и «Знание». Их генезис.
2. Машина Тьюринга, многоленточные автоматы.
3. Модель фон Неймана; поколение ЭВМ; перспективы развития ЗУ, БД,
процессоров.
4. Нефоннеймановские модели ЭВМ.
5. Модель коллектива вычислителей.
6. Модель многопроцессорной системы.
7. Кластерные и транспьютерные системы.
8. Модель сети интегрального обслуживания.
9. Системы массового обслуживания.
10. Агенты и многоагентные системы.
11. Экспертные и гипертекстовые системы.
12. Интеллектуализация ЭВМ.
13. Интеллектуальный интерфейс.
14. Нейрокомпьютеры. Основные парадигмы построения искусственных нейронных
систем. Применение.
15. Выявление знаний.
16. Способы представления знаний.
17. Логический вывод в среде знаний.
18. Конференция.
19. Поиск информации.
20. Информационные системы.
7
Литература:
1. Spech Analysis FAQ – http//svt-www.eng.cam.as.uk/-ajr/SA95/SpeechAnalysis.html
2. Э.М. Куссуль Ассоциативные нейроподобные структуры»/Киев, Наукова
думка, 1990
3. Г. Нуссбаумер «Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления
сверток/ перевод с анг. – М.: Радио и связь 1985- 248с.
4. Н.М. Амосов и др. «нейрокомпь.ютеры и интеллектуальные работы./Киев:
Наукова думка, 1991.
5. Ф. Уоссермен «нейрокомпьютерная техника: Теория и практика./ Перевод на
русский язык Ю.А. Зуев, В.А. Точенов, М. Мир ,1992.
6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователей. Инфо-М, 2000
7. Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. Компьютер-пресс, 1998
8. Блэк Э.Сети ЭВМ
9. Кнут Д. Искусство программирования дл ЭВМ
10. Лорьер Ж.Л. Системы искусственного интеллекта. Мир 1980.
11. Уосермен Ф. Нейрокомпьютерная техника. Мир 1992.
12. Уэно О. Обработка знаний. Мир 1999
13. Алферова З.Л. Теория алгоритмов. Статистика 1975
14. Искусственный интеллект/ Справочник под редакцией Хорошевского 1990
15. Искусственный интеллект/ Справочник под редакцией Захарова 1990
16. Системы параллельной обработки под редакцией Иваси. Мир 1985
17. Криницкий Н.А. и др. Автоматизированные информационные системы. Наука
1987
18. Шилейко А.В. и др. Введение в информационную теорию систем. Наука 1983.
19. Каляев А.В. Многопроцессорные вычислительные системы с программируемой
архитектурой. Наука 1985
20. Кодачигов В.И. Электронная коммутация информационных каналов Изд-во
РГУ, 1983.
8
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплине
“Цифровая обработка сигналов ”
Математические модели сигналов. Метрические пространства. Представление
сигналов в функциональном и векторном пространствах. Дискретизация и квантование
сигналов. Преобразование сигналов по системам базисных функций. Полные
ортонормированные системы. Мультипликативные системы базисных функций и их
свойства.
Случайные процессы, виды представлений, их вероятностно-статистические
характеристики. Спектрально-корреляционный анализ. Конечномерные представления
случайных процессов. Разложение Карунена-Лоэва. Модели случайных процессов.
Системы сигналов, ортогональные и биортогональные. Симплекс-кодирование. Задачи
синтеза сигналов.
Основы теории оценивания. Методы фильтрации сигналов. Оптимальная,
адаптивная и робастная обработка сигналов. Информативные признаки сигналов, их
классификация. Распознавание образов. Математические основы обработки сигналов в
задачах идентификации
динамических систем, диагностики и прогнозирования
состояния технических объектов. Базы знаний и экспертные системы.
Алгоритмические и технические средства цифровой обработки сигналов.
Микропроцессорные системы, сигнальные процессы. Средства получения первичной
информации, сенсорные системы.
Вопросы:
1. Типовая система на базе ЦПОС и ее основные компоненты
2. Аналоговые сигналы. Ширина полосы, спектр сигнала. Параметры синусоидального
сигнала.
3. Цифровые сигналы. Квантование сигналов по времени, частота Найквиста. Квантование
по уровню, точность квантования. Кодирование сигналов.
4. Фильтрация сигналов. АЧХ, ФЧХ фильтров. Типы фильтров: ФНЧ, ФВЧ, полосовой
фильтр.
5. Цифровые КИХ- и БИХ- фильтры, их временные и частотные характеристики.
6. Понятие адаптивного подавления помех. Схема и принцип действия устройства
подавления помех. Минимизация СКО.
7. Адаптивный трансверсальный фильтр (АТФ) и его свойства.
8. Оценка точности, устойчивости и быстродействия АТФ.
9. Структурная схема, АЧХ, параметры настройки и алгоритм функционирования
одночастотного адаптивного фильтра на произвольной частоте.
10. Структурная схема, АЧХ, параметры настройки и алгоритм функционирования
одночастотного адаптивного фильтра на нулевой частоте.
11. Адаптивное устройство подавления помех в речевых сигналах.
12. Адаптивный следящий фильтр.
13. Адаптивный регулятор уровня дискретных сигналов.
14. Особенности динамики систем управления непрерывными динамическими объектами
с цифровыми регуляторами.
15. Требования к основным характеристикам цифрового регулятора
Литература:
1. Солонина А.И., Улахович Д.А. Основы цифровой обработки сигналов. СанктПетербург, "БХВ-Петербург", 2005.
9
2. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь. 1989.
3. Гудкова Н.В. Методическое руководство к лабораторным работам по дисциплинам
«Теория автоматического управления» и «Основы теории управления». Таганрог, ТРТУ.
4. Гудкова Н.В. Моделирование на ПК цифрового адаптивного фильтра. Лабораторный
практикум по курсу «Цифровая обработка сигналов». Таганрог, ТРТУ. 2004. №3606.
5. Гудкова Н.В. Адаптивные цифровые фильтры в системах промышленной электроники.
Межотраслевой научно-технический журнал «Автоматизация и современные технологии»
№7, М.: Изд-во «Машиностроение», 2005.
6. Гудкова Н.В. Адаптивные алгоритмы регулирования уровня дискретных сигналов.
Российский научно-технический журнал «Цифровая обработка сигналов» № 2, 2005.
7. Гудкова
Н.В.
Адаптивное
подавление
помех
в
системах
управления
электроэнергетическими установками. Известия ТРТУ. Тематический выпуск
«Актуальные проблемы производства и потребления электроэнергии» №15, Таганрог:
Изд-во ТРТУ, 2006.
8. Гудкова Н.В. Лекционный курс ЦОС, 2007.
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплинам
Автоматизированные информационно-управляющие системы,
Интегрированные системы проектирования и управления,
Информационно-управляющие комплексы и системы
”
Общая характеристика автоматизированных информационно-управляющих систем
(ИУС), основные классификационные признаки и классификация ИУС, основные
проблемы, решаемые при разработке ИУС; системный подход и последовательность
разработки ИУС, формализация структуры ИУС, проблема принятия решения в ИУС,
формализация элемента принятия решения, особенности ИУС реального времени,
обеспечивающие подсистемы ИУС и их характеристики, перспективные направления
развития ИУС, проблема адаптации ИУС к области применения, интеллектуализация
ИУС, перспективные информационные технологии проектирования ИУС.
Вопросы:
1. Интегрированная автоматизированная система управления промышленным
предприятием. Иерархическая функциональная система АИУС.
2. Расчет параметров ПИД закона управления для ОУ с запаздыванием.
3. Структура АСУТП. Подсистема сбора и первичной обработки информации.
4. Выбор датчиков подсистемы сбора и первичной обработки аналоговых сигналов.
5. Оценка аппаратной погрешности на входе микроконтроллера
6. Алгоритмическое обеспечение подсистемы сбора и первичной обработки аналоговых
сигналов.
7. Алгоритмическое обеспечение подсистемы сбора и первичной обработки аналоговых
сигналов. Проверка на технологические границы.
8. Проверка на достоверность для математического ожидания технологической
переменной, не изменяемого во времени.
9. Проверка на достоверность для математического ожидания технологической
переменной, изменяющегося во времени с постоянной скоростью
10. Алгоритм скользящего среднего или скользящего окна.
11. Алгоритм экспоненциального сглаживания.
12. Подсистема управления. Организация управления аналоговым объектом.
13. Оценка трансформированной погрешности программного модуля.
10
14. Методика выбора комплекса технических средств (модулей ввода/вывода,
микропроцессора) исходя из требуемых точности и быстродействия.
15. Примеры простейших функциональных схем автоматизации и контроля
Литература:
1. Пявченко Т.А. Финаев В.И. Автоматизированные информационно-управляющие
системы. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009.
2. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие
системы с нечеткой логикой. - М.: Наука, 1990.
3. Финаев В.И., Глод О.Д. Основы теории систем: Учебное пособие. - Таганрог:
ТРТУ, 2000. 80 с
4. Черняк Ю.И. Системный анализ в управлении экономикой. -М.: Экономика,
1975. -191 с.
5. Большие системы. Теория, методология, моделирование. - М.; Наука, 1971.
6. Глушков В. М. Введение в АСУ. Киев: Техника, 1972.
7. Мамиконов А.Г. Основы построения АСУ: Учебник для вузов. – М.: Высшая
школа, 1981.
8. Пьявченко Т.А. Автоматизированные системы управления технологическими
процессами и техническими объектами: Учебное пособие. Таганрог; ТРТУ.1997. 128с.: ил.
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплинам
Гибкие автоматизированные производства
Автоматизированные технологические системы, включающие станки с ЧПУ,
обрабатывающие центры, автоматические склады, объединенные с мини-ЭВМ,
снабженные определенным набором управляющих программ и обеспечивающие
автоматизацию многономенклатурного машиностроительного производства.
1. Пример распределенной системы на базе интерфейса RS – 485.
2. Основные понятия ГАП. Производственная система. Система управления.
3. Интегрированная система управления.
4. Модули аналогового ввода – вывода, дискретного ввода – вывода.
5. Алгоритм проверки на достоверность для технологических параметров, не
изменяющихся во времени.
6. Иерархическая структура управления производством.
7. Структура гибких автоматизированных производств.
8. Проверка на технологические границы.
9. Пересчет кодов технологических параметров в технические единицы.
10. Оценка разрядности микроконтроллера. Разрядность ЦАП.
11. Выбор измерителей-преобразователей (датчиков). Расчет длины разрядной сетки АЦП.
12. Блок-схема ввода аналоговых сигналов.
13. Алгоритм скользящего среднего.
14. Алгоритм проверки на достоверность для технологических параметров, изменяющихся
во времени.
15. Алгоритм экспоненциального сглаживания.
Литература:
1. Родионов В.Д., Терехов В.А., Яковлев В.Б. Технические средства АСУ ТП: Учеб.
пособие для вузов по спец. «Автом. и управл. в технич. сист.». - М.: Высш. шк., 1989.–
263с.: ил.
11
2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное
пособие/ Под ред. Б. Д. Кошарского. –Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние). 1976. 488с.
3. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с
микроЭВМ. – М.: Наука. 1987. 320с.
4. В.С.Корсаков. Автоматизация производственных процессов. Изд. "Высшая
школа", М. 1978, 295 с.
5. Ю.Е.Михеев, В.Л.Сосонин. Системы автоматического управления станками.
"Машиностроение",М.1978, 264 с.
6. М.М. Кузнецов и др. Автоматизация производственных процессов. Изд. "Высшая
школа", М.1978, 430 с.
7. А.Н. Малов, Ю.В. Иванов. Основы автоматики и автоматизация
производственных процессов. "Машиностроение",М.1974,368 с.
8. Г.А. Шаумян. Комплексная автоматизация производственных процессов.
"Машиностроение", М.1973, 638 с.
9. А.Н. Малов. Загрузочные устройства для металлорежущих станков.
"Машиностроение", М.1972, 480 с.
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплинам
Идентификация и диагностика систем
Построение математических моделей объектов и систем по экспериментальным
данным; структурная и параметрическая идентификация; методы построения статических
и динамических моделей объектов управления; описание модели при взаимодействии с
внешней средой; модели возмущений; методы планирования эксперимента; построение
оптимальных планов; принципы описания сложных систем; декомпозиция и
агрегирование сложных моделей; модели систем в пространстве состояний; оценивание
адекватности моделей; задачи технической диагностики систем; диагностируемые
объекты: динамические (непрерывного и дискретного действия); статические
(конструкции установок, компрессоров, энергоагрегатов и т.п.); диагностические модели;
методы диагностирования; прогнозирование изменения состояния объектов.
1. Идентификация параметров звена первого порядка по переходной характеристике при
отсутствии и при наличии чистого запаздывания.
2. Определение параметров апериодического звена второго порядка по переходной
характеристике. Метод отрезков Тb и Тc.
3. Определение параметров апериодического звена второго порядка по переходной
характеристике. Метод отрезков Та и Тb.
4. Идентификация параметров колебательного звена второго порядка по переходной
характеристике.
5. Идентификация по апериодической переходной характеристике с учетом запаздывания.
6. Построение моделей методом кратных корней.
7. Метод наименьших квадратов для системы со многими входами и одним выходом
(многомерный МНК).
8. Построение одномерной модели методом наименьших квадратов.
9. Рекуррентный метод наименьших квадратов.
10. Свойства аналитического и экспериментального подходов к формированию моделей.
11. Взвешенный метод наименьших квадратов и прочие разновидности МНК.
12. Принципы, используемые в аналитических методах построения моделей.
13. Основные приемы упрощения моделей.
14. Идентификация систем по переходной характеристике, преимущества и недостатки.
15. Оперативная и ретроспективная идентификация.
12
Литература:
1. Льюнг Леннарт. Идентификация систем. – М.: Наука, 1991.
2. Интеллектуальные системы автоматического управления. / Под ред. И.М.
Макарова, В.М. Лохина – М.: Физматпит, 2001.
3. В.О. Толкачев, Т.В. Ягодкина. Методы идентификации одномерных линейных
динамических систем. – М.: МЭИ, 1997.
4. К.А. Алексеев. Моделирование и идентификация элементов и систем
автоматического управления. – Пенза, 2002.
5. Дочф Ричард, Вишоп Роберт. Современные системы управления. – М.:
Юнимедиастайп, 2002.
6. С.В. Шелобанов. Моделирование и идентификация систем управления. –
Хабаровск, 1999.
7. К.В. Егоров. Основы теории автоматического регулирования. – М.: Энергия,
1967.
8. А.А. Игнатьев. Основы теории идентификации динамических объектов. –
Саратов, 1999.
9. И.А. Биргер. Техническая диагностика. – М.: Машиностроение, 1978.
Требования государственного образовательного стандарта по дисциплинам
Локальные системы управления
Системы
автоматического
регулирования.
Автоматические
регуляторы.
Классификация и основные характеристики. Типовые структуры автоматических
промышленных регуляторов. Примеры реализации. Агрегатные комплексы технических
средств. Реализация типовых законов регулирования в промышленных регуляторах.
Методы расчета и настройки линейных, релейных, аналоговых и цифровых регуляторов.
Принципы оптимальной настройки. Экстремальные и адаптивные регуляторы. Оценка
точности регулирования. Источники погрешностей регулирования и методы их
компенсации. Цифровые регуляторы и их реализация. Цифровой ПИД-регулятор.
Цифровые компенсационные, модальные и оптимальные регуляторы. Реализация
локальных
автоматических
регуляторов
с
помощью
программируемых
микроконтроллеров. Наладка и эксплуатация промышленных локальных систем
управления.
1. Позиционные регуляторы (статические характеристики, аналитические выражения,
различие систем управления с двухпозиционными и трехпозиционными регуляторами).
2. Аналоговые П-регуляторы (структурная схема, динамические характеристики, влияние
балластного звена).
3. Аналоговые ПИ-регуляторы 1-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
4. Аналоговые ПИ-регуляторы 2-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
5. Аналоговые ПИ-регуляторы 3-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
6. Аналоговые ПИ-регуляторы 4-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
7. Аналоговые ПИД-регуляторы 1-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
8. Аналоговые ПИ-регуляторы 2-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
13
9. Аналоговые ПИ-регуляторы 3-го типа (структурная схема, динамические
характеристики, влияние балластного звена).
10. Выбор параметров настройки типовых промышленных регуляторов (метод Ротача)
11. Влияние П-регулятора на качество системы управления (точность, запас
устойчивости).
12. Влияние И-регулятора на качество системы управления (точность, запас
устойчивости).
13. Влияние Д-регулятора на качество системы управления (точность, запас
устойчивости).
14. Настройка регулятора системы управления электроприводом на симметричный
оптимум.
15. Настройка регулятора системы управления электроприводом на оптимум по модулю.
Литература:
1. Ротач В.Н. Расчет динамики промышленных автоматических систем
регулирования. – М.: Энергия, 1973, - 440 с.
2. Ялышев А.У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие
устройства автоматики. – М.: Машиностроение, 1981, - 399 с.
3. Штейнберг Ш.Е., Хвилевицкий Л.О., Ястребенецкий М.А. Промышленные
автоматические регуляторы. – М.: Энергия, 1973, - 568 с.
4. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.:
Энергия, 1980, - 307 с.
5. Рутковски ДЖ. Интегральные операционные усилители. – М.: Мир, 1978, - 283 с.
6. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. – М.: Сов. радио, 1979, - 310 с.
Программа одобрена на заседании кафедры САУ
Протокол № ____ от “___” ________ 2010года
Заведующий кафедрой САУ
В.И.Финаев
Ученый секретарь кафедры
В.В. Шадрина
14