Фонд оценочных средств по дисциплине «Системы автоматического управления высшей точности»

Фонд оценочных средств представляет собой набор контрольных вопросов, заданий и тем для самостоятельной проверки знаний, полученных студентами и аспирантами, изучивших дисциплину «Системы автоматического управления высшей точности». Лектор может дополнять этот перечень или сокращать его, исходя из специфики преподаваемой дисциплины и ее места в конкретной образовательной программе университета.

• 1. Из каких основных компонентов состоит САУВТ? Каковы этапы создания САУВТ? Каков процент требований ТЗ на САУВТ, который можно частично (полностью) не удовлетворить?
• 2. Опишите скользящие режимы с позиции САУВТ.
• 3. В чем состоит системный подход к решению задачи управления? В чем заключаются его особенности при проектировании САУВТ? В чем заключается причина неустойчивости систем с ООС?
• 4. Приведите пример структурной схемы САУ настройки на экстремум, правильное и неправильное расположение фазовращающего фильтра.
• 5. В чем заключается отличие терминов «статическая ошибка САУ» и «статическая погрешность» САУВТ?
• 6. Каковы особенности проектирования фильтров для САУВТ?
• 7. Какова математическая зависимость между выходным сигналом САУВТ, заданием, шумом (погрешностью) датчика и помехой с комментариями.
• 8. Что такое зона нечувствительности датчика, разрешающая способность датчика?
• 9. Опишите обеспечение устойчивости замкнутых САУ дифференцированием, интегрированием (с пояснением на графиках ЛАЧХ).
• 10. Опишите методы снижения погрешностей АЦП с коммутацией (два способа) со структурными схемами.
• 11. В чем состоят особенности САУВТ (требования к статическому коэффициенту и др.)? Проведите анализ источников погрешности. В какой области частот погрешность наиболее важна?
• 12. Опишите учет влияния датчика на точность САУВТ на примерах.
• 13. Опишите формирование требований у низкочастотной части АЧХ на примере.
• 14. Классификация датчиков.
• 15. Синтез низкочастотной части ЛАЧХ.
• 16. Таймеры, управляемые генераторы, преобразователи напряжение-частота.
• 17. Анализ погрешности САУ по графикам соответствующих ЛАЧХ и метод их построения.
• 18. Преобразователи частота-напряжение: предназначение, реализация. Преобразователи частота-код: предназначение.
• 19. Определение, отличия, особенности аналоговых и цифровых микросхем для обработки сигналов.
• 20. Что такое нелинейность датчика?
• 21. Определение операционного усилителя, анализ, структура, основное расчетное соотношение и его ЛАЧХ.
• 22. Достоинства и недостатки фильтров Салена — Ки и Рауха, основания для предпочтений.
• 23. Перечислите и прокомментируйте основные параметры операционного усилителя.
• 24. Преобразователь с сигма-дельта модуляцией в режиме коммутации: недостатки схемы, пути их преодоления.
• 25. Классификация операционных усилителей по отечественным стандартам.
• 26. Теорема Котельникова применительно к задаче дискретизации сигналов с иллюстрациями.
• 27. Зарубежные классификации операционных усилителей (по фирмам).
• 28. Погрешность датчика с примерами.
• 29. Операционный усилитель как замкнутая динамическая система сООС.
• 30. Ошибка калибровки, гистерезис датчика.
• 31. Инструментальный усилитель на основе операционного усилителя.
• 32. Насыщение датчика, диапазон выходных значений.
• 33. Суммирование и вычитание сигналов на операционных усилителях.
• 34. Особенности применения активных фильтров (инвертирование или не инвертирование, коэффициент усиления, количество, расположение, используемые элементы).
• 35. Согласование усилителя с нагрузкой.
• 36. Статистическая оценка свойств датчиков, отличие статистических характеристик от фактических (максимальных, минимальных).
• 37. Аппаратная реализация регулятора на операционных усилителях.
• 38. Приоритетная классификация датчиков с позиции пользователя.
• 39. Разработка функциональной схемы САУ, основания для выбора аналоговой или цифровой техники.
• 40. Локализация проблемы на примерах.
• 41. Компараторы: выполняемые функции, основные схемы включения, эпюры работы, внесение гистерезиса.
• 42. Моделирование работы АЦП и результаты.
• 43. Триггеры Шмитта: выполняемые функции, эпюры работы, назначение.
• 44. Снижение погрешности датчика калибровкой (увеличение точности и факторы, ограничивающие эти возможности).
• 45. Электронные ключи и коммутаторы напряжений и токов (и в чем разница между ними).
• 46. Воспроизводимость характеристики датчика.
• 47. Виды умножителей сигналов, эпюры работы, назначение.
• 48. Динамические характеристики датчика.
• 49. Устройства выборки-хранения: назначение, эпюры работы, принципиальная схема реализации на основе операционного усилителя, особенности применения.
• 50. Достоинства и недостатки различных АЦП в сопоставлении.
• 51. Источники опорных напряжений: обосновать необходимость локального применения, схемы включений, основные параметры и их характерные значения.
• 52. Анализ целесообразности применения коммутации при использовании высокоточных АЦП.
• 53. Виды цифро-аналоговых преобразователей, их параметры с комментариями.
• 54. Технические требования к САУВТ на примерах.
• 55. Виды аналого-цифровых преобразователей, их параметры с комментариями.
• 56. Датчик как преобразователь энергии.
• 57. Упрощенная схема АЦП двойного интегрирования, особенность его применения и основные свойства.
• 58. Что такое передаточная (преобразовательная) характеристика датчика?
• 59. АЦП с сигма-дельта модуляцией, упрощенная схема, особенности применения и основные свойства.
• 60. Приведите примеры действий по улучшению системы.
• 61. Какими соотношениями на практике следует руководствоваться для выбора частоты дискретизации сигналов, предназначенных для работы САУВТ?
• 62. В чем заключаются причины нежелательности использования производных высших порядков при цифровом управлении САУВТ?
• 63. В случае необходимости компромисса для выбора АЦП между быстродействием и высокой разрядностью какой из этих характеристик следует отдать предпочтение? Постарайтесь обосновать свое мнение. Если предпочтение зависит от некоторых факторов, укажите их и поясните, как работают эти факторы в данном выборе.