Мехатроника. ФОС 15.03.06 Мехатроника. К Приложению 4 Рабочие программы дисциплин фонды оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по
 Скачать 6.16 Mb.
|
|
3. Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы 3.1 Вопросы для проведения промежуточной аттестации Вопросы к зачёту: 1. Типовые динамические звенья САУ. Уравнения их движения, передаточные функции, частотные и переходные характеристики. 2. Математическое условие устойчивости САУ. Распределение корней характеристического уравнения системы на комплексной плоскости. 3. Алгебраические условия устойчивости. 4. Задача синтеза САУ. Управляемость и наблюдаемость. 5. Влияние параметров САУ на ее устойчивость. Область устойчивости. Метод D-разбиения. Понятие структурно-неустойчивой системы. 6. Построение переходного процесса в САУ классическим методом. Анализ качества функционирования системы. Критерии качества. 7. Анализ точности САУ. Точность систем при постоянных внешних воздействиях и при воздействиях, меняющихся с постоянной скоростью. 8. Определение величины установившейся ошибки САУ методом коэффициентов ошибок. 9. Частотные критерии устойчивости. 10. Последовательная коррекция САУ. Корректирующие звенья для последовательной коррекции и их влияние на свойства системы. 11. Параллельная коррекция САУ. Влияние местной обратной связи на свойства системы. 12. Синтез последовательного корректирующего устройства методом лога- рифмических частотных характеристик. 13. Синтез параллельного корректирующего устройства методом логарифмических частотных характеристик. 14. Статистическая динамика САУ. Случайные процессы в линейных САУ. Прохождение случайного сигнала через линейную непрерывную систему. 15. Стационарные случайные процессы. Спектральная плотность и корреляционная функция. Анализ точности САУ при случайных воздействиях. Задачи к зачету 4-го семестра. 1. САУ состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена и двух апериодических звеньев первого порядка. Проверить систему на устойчивость. 2. САУ состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена, реального форсирующего звена и апериодического звена второго порядка. Проверить систему на устойчивость. 3. САУ состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена и колебательного звена. Определить при каких значениях коэффициента передачи замкнутая система сохраняет устойчивость. 4. Статическая САУ описывается дифференциальным уравнением третьего порядка. Проверить систему на устойчивость. 5. САУ обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением третьего порядка. Проверить систему на устойчивость. 6. САУ состоит из последовательного соединения реального форсирующего звена и колебательного звена. Проверить систему на устойчивость и найти значение коэффициента передачи, отвечающего границе устойчивости. 8. САУ состоит из последовательного соединения реального интегрирующего звена и апериодического звена второго порядка. Найти значение коэффициента передачи, отвечающего границе устойчивости. 9. В САУ регулятор реализует ПD-закон управления, а объект регулирования обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением третьего порядка. Проверить систему на устойчивость. 10. САУ состоит из последовательного соединения изодромного звена и колебательного звена. Проверить систему на устойчивость и найти критическое значение коэффициента передачи. 11. САУ состоит из последовательного соединения реального интегрирующего звена и апериодического звена первого порядка. Проверить систему на устойчивость, используя как алгебраический, так и частотный критерии. 12. В САУ регулятор осуществляет ПИ-закон управления, а объект регулирования является колебательным звеном. Проверить систему на устойчивость, используя частотный критерий. 13. САУ состоит из последовательного соединения изодромного звена, апериодического звена первого порядка и колебательного звена. Проверить систему на устойчивость. 14. САУ состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена, реального форсирующего звена и апериодического звена второго порядка. Проверить систему на устойчивость. 15. САУ состоит из последовательного соединения реального дифференцирующего и колебательного звена. Проверить систему на устойчивость. 16. В САУ регулятор осуществляет ПИ-закон управления, а объект управления является апериодическим звеном первого порядка. К входу системы приложено воздействие, меняющееся с постоянной скоростью, а на входе объекта действует постоянное возмущение. Найти величину установившейся ошибки системы. 17. В САУ регулятор осуществляет П-закон управления, а объект управления является апериодическим звеном второго порядка. Оценить точность системы при воздействии на входе, меняющемся с постоянной скоростью. 18. В САУ регулятор осуществляет П-закон управления, а объект управления состоит из последовательного соединения реального интегрирующего звена и апериодического звена первого порядка. Найти величину установившейся ошибки системы, если к ее входу приложено воздействие, меняющееся с постоянной скоростью. 19. В САУ регулятор осуществляет П-закон управления, а объект управления является апериодическим звеном второго порядка, К входу системы и к входу объекта управления приложены постоянные внешние воздействия. Найти величину установившейся ошибки системы. 20. САУ состоит из последовательного соединения изодромного звена и колебательного звена. Найти величину установившейся ошибки системы, если к ее входу приложено воздействие, меняющееся с постоянной скоростью. 21. САУ не обладает астатизмом и в разомкнутом состоянии описывается дифференциальным уравнением третьей степени. Методом последовательной коррекции улучшить условия устойчивости системы и ликвидировать статическую ошибку. 22. САУ обладает астатизмом первого порядка и в разомкнутом состоянии описывается дифференциальным уравнением третьей степени. Методом параллельной коррекции улучшить условия устойчивости системы. 23. В САУ регулятор является идеальным усилительным звеном, а объект управления состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена и апериодического звена второго порядка. Методом последовательной коррекции улучшить условия устойчивости системы. 24. В САУ регулятор осуществляет ПИ-закон управления, а объект управления состоит из последовательного соединения идеального интегрирующего звена и апериодического звена первого порядка. Определить основные показатели качества функционирования системы при постоянном воздействии на входе. 25. САУ обладает астатизмом первого порядка и в разомкнутом состоянии описывается дифференциальным уравнением второй степени. Определить основные показатели качества функционирования замкнутой системы, если к ее входу приложено воздействие, меняющееся с постоянной скоростью. 26. В САУ регулятор осуществляет ПИ-закон управления, а объект управления состоит из последовательного соединения двух апериодических звеньев первого порядка. Определить основные показатели качества функционирования системы для воздействия на входе, меняющегося с постоянной скоростью. 27. САУ состоит из последовательного соединения изодромного звена и двух апериодических звеньев первого порядка. К входу системы приложено воздействие, меняющееся с постоянной скоростью. Найти величину установившейся ошибки системы. 28. САУ состоит из последовательного соединения реального интегрирую-щего звена и апериодического звена второго порядка. Найти величину установившейся ошибки системы при единичном ступенчатом воздействии на входе. 29. САУ состоит из последовательного соединения реального дифференцирующего звена и апериодического звена второго порядка. Определить величину установившейся ошибки системы при единичном ступенчатом воздействии на входе. 30. В САУ регулятор является апериодическим звеном первого порядка, а объект управления колебательным звеном. Методом параллельной коррекции улучшить условия устойчивости системы. Вопросы к экзамену: 1. Дискретные САУ, Квантование сигналов. Импульсный элемент. Идеальный импульсный элемент. Формирующий элемент. Включение импульсного элемента в систему регулирования. 2. Анализ устойчивости импульсных САУ. Математическое условие и критерии устойчивости импульсных систем. 3. Частотные характеристики импульсных САУ. Анализ точности и оценка качества функционирования импульсных систем. 4. Цифровые САУ. Структура цифровых систем. Дискретные фильтры и экстраполяторы. Передаточные функции цифровых САУ. 5. Динамика цифровых САУ. Типовые законы регулирования в цифровой интерпретации. 6. Анализ цифровых САУ операторным методом. 7. Частотные передаточные функции и частотные методы анализа цифровых систем. 8. Коррекция цифровых САУ. Синтез корректирующих устройств методом логарифмических частотных характеристик. 9. Нелинейные САУ и их свойства. Типы нелинейностей. Функциональные особенности нелинейных систем. 10. Исследование устойчивости нелинейной системы при помощи частотного метода Попова. 11. Графическое решение задачи построения фазовой траектории. Метод изоклин. 12. Приближенные методы исследования нелинейных систем. 13. Синтез нелинейных систем с нелинейностью в регуляторе. Коррекция САУ при согласно-параллельном включении релейных элементов. 14. Вопросы синтеза САУ с нетипичной нелинейностью в объекте регулирования. 15. Коррекция САУ с нетипичной нелинейностью в объекте регулирования. 16. Коррекция нелинейной системы с релейной характеристикой. 17. Системы с запаздыванием и их особенности. Идеальное звено запаздывания, его свойства и характеристики и влияние на свойства системы. Критическое запаздывание. 18. Вопросы синтеза систем с запаздыванием. Упредитель Смита. 19. Аналитический и графический способы построения фазового портрета нелинейной системы. 20. Исследование динамики системы с переменной структурой на фазовой плоскости. 21. Метод кусочно-линейной аппроксимации для исследования динамики нелинейной САУ. 22. Метод фазовых траекторий. Фазовые траектории системы второго порядка. Автоколебания. Типы особых точек. 23. Системы с переменной структурой. Задача синтеза закона управления в системе с переменной структурой 24. Системы автоматической оптимизации. Принцип организации поиска управляющего воздействия в экстремальной системе. 25. Исследование динамики экстремальной системы во временной области и на фазовой плоскости. 26. Понятие оптимального управления и задача синтеза оптимальной системы. Критерии оптимальности как цель управления. 27. Автоматическое управление оптимальное по быстродействию. Теорема об N-интервалах. Структура оптимальной по быстродействию системы управления и особенности динамики ее работы. 28. Динамическое программирование. Принцип оптимальности и определение оптимальной траектории движения системы. 29. Динамическое программирование как метод синтеза оптимального закона управления для объекта любого порядка. 30. Аналоговый вариант метода динамического программирования. Уравнение Беллмана. 31. Динамическое программирование для задачи о максимальной точности воспроизведения задающего воздействия. 32. Оптимальное управление с неполной информацией об объекте управления. Стохастический вариант метода динамического программирования. 33. Принцип инвариантности. Условия достижения абсолютной инвариантности и повышения точности системы автоматического управления. Задачи к экзамену 5-й семестр. 1. Исследовать на устойчивость равновесия замкнутую систему, состоящую из последовательного соединения нелинейного элемента, входная и выходная величины которого связаны квадратичной зависимостью, и апериодического звена второго порядка. 2. Для единичного ступенчатого воздействии на входе проверить на устойчивость систему, состоящую из нелинейного звена, входная и выходная величины которого связаны квадратичной зависимостью и апериодического звена первого порядка. 3. Составить уравнения движения замкнутой системы, состоящей из последовательного соединения релейного элемента с идеальной характеристикой, идеального интегрирующего звена и нелинейного элемента, вход и выход которого связаны квадратичной зависимостью. Оценить устойчивость состояния равновесия системы. 4. Составить уравнения движения системы, состоящей из последовательного соединения релейного элемента с идеальной характеристикой, идеального интегрирующего звена и нелинейного элемента, вход и выход которого связаны квадратичной зависимостью и охваченной гибкой обратной связью. Оценить устойчивость равновесия системы. 5. Исследовать на устойчивость равновесия систему, состоящую из последовательного соединения нелинейного элемента, входная и выходная величины которого связаны квадратичной зависимостью и линейной части, описываемой дифференциальным уравнением третьего порядка. 6. Проверить на устойчивость состояние равновесия системы, состоящей из последовательного соединения нелинейного элемента, входная и выходная величины которого связаны квадратичной зависимостью и линейной частью, являющейся реальным интегрирующим звеном. 7. САУ состоит из последовательного соединения апериодического звена первого порядка и звена чистого запаздывания. Найти величину критического коэффициента передачи системы для любого значения запаздывания, при котором система находилась бы на границе устойчивости. 8. Проверить на устойчивость систему, состоящую из нелинейного элемента, вход и выход которого связаны квадратичной зависимостью, и линейной части, представляющей собой последовательное соединение идеального интегрирующего звена и апериодического звена второго порядка. 9. Проверить на устойчивость САУ, состоящую из последовательного соединения нелинейного элемента, обладающего квадратичной зависимостью выхода от входа, и линейной части, представляющей собой реальное форсирующее звено. 10. Проверить на устойчивость цифровую САУ, непрерывная часть которой состоит из последовательного соединения апериодического звена второго порядка и идеального интегрирующего звена, а ЦУУ осуществляет П-закон регулирования. 11. Проверить на устойчивость цифровую САУ и найти величину ее установившейся ошибки при единичном ступенчатом воздействии на входе, если непрерывная часть системы является апериодическим звеном первого порядка, а ЦУУ осуществляет ПИ-закон управления. 12. Произвести анализ точности цифровой САУ, непрерывная часть которой является реальным интегрирующим звеном, а ЦУУ реализует П- закон управления. 13. Для воздействия, изменяющегося с постоянной скоростью построить переходный процесс в цифровой САУ, непрерывная часть которой является апериодическим звеном второго порядка, а ЦУУ осуществляет ПИ- закон регулирования. 14. Исследовать на устойчивость равновесия замкнутую систему, в контуре которой между двух апериодических звеньев первого порядка включено нелинейное звено, вход и выход которого связаны синусоидальной зависимостью. 15. САУ состоит из последовательного соединения апериодического звена первого порядка и звена чистого запаздывания. найти величину критического запаздывания, при котором система находилась бы на границе устойчивости. 16. Проверит на устойчивость замкнутую систему, состоящую из последовательного соединения реального интегрирующего звена и звена чистого запаздывания. 17. Проверить на устойчивость цифровую САУ, непрерывная часть которой состоит из последовательного соединения изодромного звена и апериодического звена первого порядка, а ЦУУ реализует П-закон регулирования. 18. Используя как алгебраические, так и частотные методы произвести анализ цифровой САУ, непрерывная часть которой является апериодическим звеном второго порядка, а ЦУУ реализует П-закон регулирования. 19. Проверить на устойчивость цифровую САУ и построить ее переходную характеристику, если ЦУУ реализует П-закон управления, а непрерывная часть системы состоит из последовательного соединения реального интегрирующего звена и апериодического звена первого порядка. 20. Исследовать равновесное состояние системы, состоящей из последовательного соединения идеального интегрирующего звена, нелинейного элемента, обладающего синусоидальной зависимостью выхода от входа и апериодического звена первого порядка. 21. Объект управления не содержит астатизма и описывается дифференциальным уравнением второй степени. Задающее воздействие на систему – случайная величина с мат. ожиданием m и дисперсией D. Найти оптимальный по точности закон управления. 22. Объект управления не содержит астатизма и по управляющему воздействию U и по возмущению F описывается дифференциальными уравнениями первой степени. Найти оптимальный по точности закон управления для постоянных внешних воздействий на входе системы и объекта. 23. Найти оптимальный по точности закон управления системы, если объект описывается дифференциальным уравнением первой степени, не имеющим нулевых корней, а к входу системы приложено постоянное воздействие. 24. Объект управления обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением второй степени. Найти оптимальный по точности закон управления при входном воздействии, меняющемся с постоянной скоростью. 25. Объект управления не обладает астатизмом и описывается дифференциальным уравнением первой степени, а задающее воздействие – случайный процесс с мат. ожиданием m и дисперсией D. Найти оптимальный по точности закон управления. 26. К объекту управления приложено постоянное возмущение F, а к входу системы постоянное задающее воздействие. Объект управления обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением второй степени. Найти оптимальный по точности закон управления. 27. Осуществить синтез оптимального по точности закона управления для объекта, обладающего астатизмом первого порядка и описываемого дифференциальным уравнением второй степени, если задающее воздействие на входе системы изменяется с постоянной скоростью. 28. К объекту управления приложено постоянное возмущение, а к входу системы постоянное задающее воздействие. Объект не обладает астатизмом, и по управляющему и по возмущающему воздействиям описывается дифференциальными уравнениями первого порядка. Найти оптимальный по точности закон управления. 29. Объект управления не содержит астатизма и описывается дифференциальным уравнением первой степени. На вход системы приложено случайное воздействие с мат. ожиданием m и дисперсией D. Найти оптимальный по точности закон управления. 30. Объект управления обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением второй степени. Найти оптимальный по точности закон управления, если к входу системы приложено постоянное задающее воздействие. 31. Объект управление обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением первой степени. Найти оптимальный по точности закон управления, если к входу системы приложено случайное воздействие с мат. ожиданием m и дисперсией D. 32. К объекту управления, описываемому дифференциальным уравнением второй степени, не имеющем нулевых корней приложено возмущение, являющееся случайной функцией, заданное своими вероятностными характеристиками. Найти оптимальный закон управления для постоянного воздействия на входе системы. 33. К входу системы приложено постоянное внешнее воздействие, а на входе объекта действует случайное возмущение, заданное своими вероятностными характеристиками. Найти оптимальный по точности закон управления, если объект описывается дифференциальным уравнением второй степени и обладает астатизмом первого порядка. 34. К входу системы приложено внешнее воздействие, изменяющееся по линейному закон, а на объект управления действует постоянное возмущение. Объект обладает астатизмом первого порядка и описывается дифференциальным уравнением первой степени. Найти оптимальный по точности закон управления. 35. К объекту управления, который описывается дифференциальным уравнением второй степени, имеющем один нулевой корень, приложено постоянное возмущение. Найти оптимальный по точности закон управления для постоянного задающего воздействия на входе системы. 3.2 Типовые билеты по дисциплине 3.3 Типовые темы курсовой работы Курсовая работа по теме: "Анализ и синтез систем автоматического управления" (по вариантам). |