
- •Билет № 1
- •1. Критерий устойчивости Найквиста
- •Механические измерительные преобразователи.
- •Оптоэлектронный переключатель. Принцип действия, область применения.
- •Билет 2
- •Классификация су по принципу управления (управление по возмущению, по отклонению, комбинированные системы).
- •Иерархический и декомпозиционный принципы проектирования.
- •Государственная система приборов и средств автоматизации. Характеристика ветвей гсп.
- •. Триодные и диодные тиристоры. Назначение, принцип действия.
- •. Технологические процессы как объекты автоматического управления. Возмущения, управляющие воздействия, входы и выходы. Обобщенная структурная схема.
- •Схемы взаимодействия компьютеров с периферийными устройствами.
- •1.2.1. Связь компьютера с периферийными устройствами
- •Электромагнитные измерительные преобразователи.
- •Назначение и схемы ацп.
- •Линейные и нелинейные сау. Методы линеаризации статических характеристик нелинейных объектов.
- •Классификация плк. Моноблочные контроллеры. Модульные контроллеры. Pc-base контроллеры.
- •Емкостные измерительные преобразователи. Емкостные электромеханические преобразователи
- •Назначение и схемы цап.
- •Билет 5
- •Статические и астатические объекты управления.
- •Состав математического и программного обеспечения асу тп.
- •Пьезоэлектрические измерительные преобразователи. Принцип действия, область применения.
- •Пьезоэффект
- •Функциональные возможности и особенности работы транзисторов.
- •Билет 6
- •Устойчивость сау. Алгебраические критерии устойчивости.
- •Модули дискретного ввода-вывода.
- •Классификация измерительных преобразователей температуры.
- •Вольт-амперные характеристики биполярных, моп- и кмоп- интегральных транзисторов.
- •Билет 7
- •Астатические объекты управления. Динамические характеристики.
- •Функциональные схемы автоматизации: изображения средств управления.
- •Расходомеры постоянного перепада давления. Принцип действия, область применения.
- •Триггеры. Особенности работы, назначение.
- •Билет 8
- •Структурная схема сау с обратной связью. Назначение элементов.
- •Человеко-машинный интерфейс как элемент системы управления.
- •Емкостные измерительные преобразователи. Емкостные электромеханические преобразователи
- •Тиристоры. Вольт-амперные характеристики тиристоров.
- •Билет 9
- •Устойчивость систем управления. Теорема Ляпунова для линейных систем.
- •Проектирование щитов и стоек.
- •Волновые, акустические и радиоизотопные измерительные преобразователи уровня.
- •Оптроны. Назначение и принципы действия.
- •Обобщенная структурная схема
- •Билет 10
- •Классификация принципов регулирования. Регулирование по отклонению.
- •Интегрированные системы управления.
- •Чувствительность, точность и погрешности измерительных преобразователей.
- •Сглаживающие фильтры. Стабилизаторы напряжения.
- •Билет 11
- •Комбинированный (замкнуто-разомкнутый) принцип регулирования.
- •1.Разомкнутые,замкнутые и комбинированные системы управления.
- •Автоматизированное рабочее место оператора-технолога.
- •Системы автоматического контроля.
- •Оптоэлектронные полупроводниковые и интегральные приборы и устройства.
- •Билет 12
- •Динамические характеристики систем управления с пид-регулятором.
- •Внешние электрические и трубные проводки.
- •Внешние электрические и трубные проводки.
- •14.1 Общие положения
- •14.2 Выбор способа выполнения электропроводок
- •14.3 Выбор проводов и кабелей
- •15.1 Общие положения
- •15.2 Требования к трубным проводкам
- •Основные принципы и теоретическая база стандартизации.
- •Логические цифровые устройства на интегральных схемах.
- •Логические цифровые устройства на интегральных схемах.
- •Билет 13
- •Критерий устойчивости Михайлова.
- •Назначение концентратов и сетевых адаптеров в локальных сетях.
- •Принципиальная схема симметричного триггера на биполярных транзисторах.
- •Билет 14
- •Классификация алгоритмов (законов) управления.
- •Методика выбора плк. Требования к эвм, используемых в асутп.
- •Тензорезисторные преобразователи. Принцип действия, назначение.
- •Принцип действия и назначение оптоэлектронной пары.
- •Билет 15
- •Динамические характеристики объектов с самовыравниванием.
- •Схемы взаимодействия компьютера с периферийными устройствами.
- •Методы измерений: непосредственной оценки, сравнения, дифференциальный.
- •Классификация электромеханических реле.
- •Билет 16
- •Типовые законы регулирования.
- •Классификация, функции и характеристики сетевых адаптеров.
- •Методы измерений влажности воздуха и газов.
- •Принцип действия и назначения диодных, резисторных, транзисторных и тиристорных оптоэлектронных пар.
- •Билет 17
- •Динамические характеристики астатических объектов.
- •Характеристики кабелей, применяемых в компьютерных сетях.
- •Компенсационные измерительные схемы.
- •Классификация исполнительных механизмов.
- •Билет 18
- •Устойчивость сау. Амплитудно-фазовой критерий Найквиста.
- •Сравнительная оценка локальных и глобальных вычислительных сетей.
- •Индукционные расходомеры. Принцип действия, область применения.
- •Электродвигательные им.
- •Билет 19
- •Правила преобразования структурных схем управления.
- •Методы организации доступа к линиям связи
- •2. Метод Ethernet
- •3. Метод Archnet
- •Многостанционный доступ частота коммутация
- •4. Метод Token Ring
- •Акустические уровнемеры. Принцип действия, область применения.
- •Электромагнитные исполнительные механизмы.
- •Билет 20
- •Передаточная функция и частотные характеристики усилительного звена.
- •Топология промышленных сетей. Физическая реализация каналов передачи данных. Определение
- •Структура "звезда"
- •Электрические измерительные преобразователи.
- •Гидравлические исполнительные механизмы.
- •Билет 21
- •Передаточная функция и частотные характеристики апериодического звена 1-го порядка.
- •Принципы проектирования схем автоматизации.
- •Методы измерения плотности веществ.
- •Пневматические им.
- •Билет 22
- •Чистое запаздывание. Передаточная функция звена чистого запаздывания.
- •Пример системы с транспортным запаздыванием
- •Передаточная функция имеет вид .
- •Звено чистого запаздывания
- •Принципы построения принципиальных электрических схем.
- •Проводниковые и полупроводниковые термометры сопротивления. Принцип действия и конструктивные формы. Полупроводниковые термометры (терморезисторы, термисторы)
- •Шаговые им.
- •Билет 23
- •Элементарные звенья. Передаточная функция, частотные характеристики интегрирующего звена.
- •3.1. Виды элементарных динамических звеньев
- •Лингвистическое, методическое и организационное обеспечение асу тп.
- •Методы измерения влажности твердых и сыпучих материалов.
- •Релейные исполнительные механизмы.
- •Билет 24
- •Элементарные звенья. Передаточная функция, частотные характеристики дифференцирующего звена.
- •3.1. Виды элементарных динамических звеньев
- •Состав информационного обеспечения асу тп.
- •Методы и средства измерения давления. Деформационные измерительные преобразователи.
- •1.1.4 Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования
- •1.1.4.1 Индуктивные измерительные преобразователи давления.
- •Дифференциально-трансформаторные измерительные преобразователи давления.
- •1.1.4.3 Емкостные измерительные преобразователи давления.
- •Тензорезисторные измерительные преобразователи давления.
- •1.1.4.5 Пьезоэлектрические измерительные преобразователи давления.
- •Логические цифровые устройства на интегральных микросхемах.
- •Билет 25
- •Качество сау. Запас устойчивости.
- •1 Понятие запаса устойчивости
- •Состав аппаратного обеспечения асутп.
- •Аппаратное обеспечение
- •Принцип действия и назначение импульсных трансформаторов.
- •Описание
- •Виды импульсных трансформаторов
- •Билет 26
- •Показатели качества переходных процессов.
- •Математическое и программное обеспечение асутп.
- •Термоэлектрические преобразователи температуры.
- •Тиристоры. Вольт-амперные характеристики тиристоров.
- •Билет 27
- •Классификация принципов регулирования. Принцип регулирования по возмущению.
- •Разомкнутые системы:
- •Замкнутые системы:
- •Структурная схема асутп. Локальные системы управления.
- •Измерительные преобразователи для измерения количества жидкостей, газа, пара и единиц продукции.
- •Тиристорный электропривод двигателей постоянного тока.
- •Билет 28
- •Классификация систем управления по виду управляющих воздействий.
- •Организация проектирования локальных систем управления.
- •Правила выполнения структурных электрических схем.
- •Классификация транзисторов по типам и группам.
- •Билет 29
- •Виды запаздываний объектов управления. Звено чистого запаздывания.
- •Звено чистого запаздывания
- •Техническое задание на проектирование.
- •Электрические методы измерения уровня жидких и сыпучих сред.
- •Классификация регулирующих органов по принципу действия. Дозаторы.
- •Билет 30
- •Моделирование технологических процессов. Виды моделей.
- •Изображение технологического оборудования и коммуникаций на схемах автоматизации.
- •Измерения. Виды и методы измерений.
- •4.1Виды измерений
- •Классификация и основные характеристики электромагнитных муфт.
Вольт-амперные характеристики биполярных, моп- и кмоп- интегральных транзисторов.
В
ольтамперные
характеристики биполярных, интегральных
транзисторов
Рассмотрим простейшие схемы аналоговых ключей на биполярных транзисторах. На рис. 3.12, а представлена схема с общим эмиттером. Изобразим выходные характеристики транзистора для прямого и инверсного включения в области, близкой к началу координат (рис. 3.12, б).
Через ивх обозначено входное напряжение, которое в зависимости от управляющего сигнала иупр подается или не подается на нагрузку RH. Напряжение ивх может быть как положительным, так и отрицательным. Если ивх > О, то рассматриваемый аналоговый ключ работает так же, как изученный ключ с постоянным напряжением питания. Если ивх < 0, транзистор работает в инверсном режиме.
Одним из недостатков биполярного транзистора с точки зрения применения его в аналоговых ключах является то, что выходные характеристики не проходят через начало координат. Вследствие этого ток iK и напряжение ивых будут равны нулю не тогда, когда ивх = 0, а при некотором положительном входном напряжении U. Напряжение U обычно составляет 10... 100 мВ. Это напряжение называют остаточным или напряжением смещения.
На практике для уменьшения величины U транзистор включают так, чтобы роль эмиттера играл коллектор, а роль коллектора — эмиттер. Изобразим соответствующие характеристики и схему, которую иногда называют схемой с общим эмиттером при инверсном включении транзистора (рис. 3.13).
Из-за несимметрии структуры транзистора, различия в концентрациях примесей в различных его областях остаточное напряжение для инверсного включения Uum обычно значительно меньше напряжения U. Часто UUHe составляет 1...5 мВ. Но, используя инверсное включение, следует помнить, что максимально допустимое запирающее напряжение эмиттерного перехода обычно значительно меньше соответствующего напряжения для коллекторного перехода.
О
братимся
к третьей простейшей схеме — схеме с
общим коллектором (рис. 3.14). Можно
заметить, что последняя схема
фактически повторяет предыдущую,
отличаясь только условно-положительными
направлениями токов и напряжений.
Подобным образом соотносятся и
характеристики.
Рассмотрим компенсированный аналоговый ключ на биполярных транзисторах. С целью уменьшения напряжения на открытом ключе используют последовательное включение одинаковых транзисторов. Промышленность выпускает интегральные схемы, содержащие пары транзисторов, предназначенные для такого использования. Изобразим принципиальную схему интегральной микросхемы 101КТ1А (рис. 3.15). Такие устройства называют также прерывателями. Изобразим схему аналогового ключа на основе такой микросхемы (рис. 3.16). Входной сиг нал ивх может быть постоянным любой полярности или переменным. Управляющий сигнал передается через трансформатор.
Билет 7
Астатические объекты управления. Динамические характеристики.
Если на управляемый процесс действует возмущение f, то важное значение имеет статическая характеристика САУ в форме y = F(f) при yo = const. Возможны два характерных вида этих характеристик (рис.19). В соответствии с тем, какая из двух характеристик свойственна для данной САУ, разлчают статическое и астатическое регулирование.
Рассмотрим систему регулирования уровня воды в баке (рис.20). Возмущающим фактора является поток Q воды из бака. Пусть при Q = 0 имеем y = yo , e = 0. ЗУ с истемы настраивается так, чтобы вода при этом не поступала. При Q 0, уровень воды понижается (e 0), поплавок опускается и открывает заслонку, в бак начинает поступать вода. Новое состояние равновесия достигается при равенстве входящего и выходящего потоков воды. Но в любом случае при Q 0 заслонка должна быть обязательно открыта, что возможно только при e 0. Причем, чем больше Q, тем при больших значениях e, устанавливается новое равновесное состояние. Статическая характеристика САУ имеет характерный наклон (рис.19б). Это есть пример статического регулирования. Для получения статического регулирование, все звенья САР должны быть статическими.Статические регуляторы работают при обязательном отклонении e регулируемой величины от требуемого значения. Это отклонение тем больше, чем больше возмущение f. Это заложено в принципе действия регулятора и не является его погрешностью, поэтому данное отклонение называется статической ошибкой регулятора. Из рис.21 видно, что, чем больше коэффициент передачи регулятора Kр, тем на большую величину откроется заслонка при одних и тех же значениях e, обеспечив в установившемся режиме большую величину потока Q. Это значит, что на статической характеристике одинаковым значениям e при больших Kр будут соответствовать большие значения возмущения Q, статическая характеристика САУ пойдет более полого. Поэтому, чтобы уменьшить статическую ошибку надо увеличивать коэффициент передачи регулятора. Того же результата можно добиться, увеличивая коэффициент передачи объекта управления, но это дело конструкторов, проектирующих данный объект, а не специалистов по автоматике.
Статизм d, САР, характеризует насколько сильно значение регулируемой величины отклоняется от требуемого значения при действии возмущений, и равна тангенсу угла наклона статической характеристики, построенной в относительных единицах: d = tg(a) = (рис.22), где y = yн, f = fн - точка номинального режима САУ. При достаточно больших значениях Kp имеем d 1/Kp.
В некоторых случаях статическая ошибка недопустима, тогда переходят к астатическому регулированию, при котором регулируемая величина в установившемся режиме принимает точно требуемое значение независимо от величины возмущающего фактора. Статическая характеристика астатической С АУ не имеет наклона (рис.19в). Возможные неточности относятся к погрешностям конкретной системы и не являются закономерными.
Для того, чтобы получить астатическое регулирование, необходимо в регулятор включить астатическое звено, например ИД, между ЧЭ и УО (рис.23).
Если уровень воды понизится, то поплавок переместит движок потенциометра на величину L, за счет этого появится разность потенциалов 0 и ИД начнет поднимать заслонку до тех пор, пока не уменьшится до нуля, а это возможно только при y = yo . При поднятии уровня воды разность потенциалов сменит знак, и двигатель будет вращаться в противоположную сторону, опуская заслонку.
Достоинства и недостатки статического и астатического регулирования: статические регуляторы обладают статической ошибкой; астатические регуляторы статической ошибки не имеют, но они более инерционны, сложны конструктивно и более дороги.
Обеспечение требуемой статической точности регулирования является первой основной задачей при расчете элементов САУ.