(ФГБОУ ВО ГАГУ, ГАГУ, Горно-Алтайский государственный университет)
03.03.02 Физика
(<Курс>.<Семестр на курсе>)
Зав. кафедрой И.о. зав. кафедрой Богданова Рада Александровна
Зав. кафедрой И.о. зав. кафедрой Богданова Рада Александровна
исполнения в 2028-2029 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой И.о. зав. кафедрой Богданова Рада Александровна
исполнения в 2027-2028 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой И.о. зав. кафедрой Богданова Рада Александровна
исполнения в 2026-2027 учебном году на заседании кафедры
Зав. кафедрой И.о. зав. кафедрой Богданова Рада Александровна
исполнения в 2025-2026 учебном году на заседании кафедры
ции
ракт.
Контрольная работа
Тест
Реферат
Линейные динамические системы и их временные динамические характеристики. Передаточная функция линейной системы. Частотные характеристики линейных систем.
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
САР по возмущению. Комбинированные САР. Позиционные САР.
/Ср/
рующее звенья.
/Ср/
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Автоматизация вытяжных
систем вентиляции.
/Лаб/
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Контрольная работа
Тест
Реферат
Качество процессов регулирования. Интегральные критерии качества.
/Ср/
2. Фонд оценочных средств включает контрольные материалы для проведения текущего контроля в форме, вопросов по подготовке к зачету, тестовых заданий, тем рефератов, контрольных работ по вариантам.
1. Что такое датчик?
1 Измеряющее значение величины.
2.Устройство, измеряющее параметры процесса.
3.Устройство измеряющее скорость.
4.Устройство для измерения температуры.
2.Неэлектрические датчики подразделяются на:
1.Механические, гидравлические, пневматические.
2.Параметрические, механические и гидравлические.
3.Генераторные и параметрические.
4.Датчики одностороннего действия и потенциометрические датчики.
Тест. З. Что представляет собой жидкостной датчик?
1.Устройство для усиления тока.
2.Вакуумную или газонаполненную лампу.
3.Стеклянную трубку, внутри которой размещена стеклянная ампула с копиляром.
4.Конденсатор, емкость, которой от площади пластин.
4. Тест. Тригер представляет собой:
1. Электронную схему с релейными характеристиками.
2. Конструктивно дроссельный усилитель.
3.Транзисторное устройство.
4. Устройство для усиления тока.
5.Что такое стабилизатор?
1 .Полупроводниковый усилитель.
2Устройство для измерения и контроля очень малых перемещений.
3.Полупроводниковый диод.
4.Прибор, который автоматически поддерживает какой либо параметр.
6. Шаговые искатели являются:
1. Электрическими и пневматическими включающими устройствами.
2. Электромагнитными и импульсные переключатели.
3.Электромагнитный искатель прямого действия.
4. Предназначендля переключения мощного сигнала.
7.Сколько состояний может принимать элемент релейной системы?
1.-5;
2.-4;
3.-2;
4.-3
8.Что означает логическая функция «И»?
1.Логическое умножение.
2.Логическое сложение.
3.Логическое отрицание.
4.Инверсия суммы.
9. Что означает логическая функция «ИЛИ»?
1.Логическое умножение.
2.Логическое сложение.
З. Логическое отрицание.
4.Инверсия произведения.
10.Что означает логическая функция «НЕ»?
1.Инверсия произведения.
2.Инверсия суммы.
З. Логическое умножение.
4Логическое отрицание.
11.Под знаком управления в автоматике понимают:
1.Физическую зависимость.
З. Биологическую зависимость.
4.Химическую зависимость.
12.Индуктивные датчики с перемещающимся сердечником способны измерять.
1.Большие перемещения.
2.Малые перемещения.
3.Средние перемещения.
4.Все перемещения.
13.Сколько обмоток обычно имеют сельсины.
1.-4;
2.-3;
3.-2;
4.-6
14.От чего зависит емкость в емкостных датчиках:
1.От длины пластин.
2.От площади пластин.
З. От ширины пластин.
4.От толщины пластин.
15. Многокаскадный фотоумножитель предназначен для:
1.Усиления направления.
2. Усиления мощности.
З. Понижение силы тока.
4.Усиление тока.
16. Датчик уровня - это устройство для измерения:
1.Уровня веществ.
2. Уровня газов.
3.Уровня газов и веществ.
4.Уровней некоторых веществ.
17. Усилителем называется устройство, предназначенное для:
1.Увеличения мощности.
2.Увеличения мощности сигнала.
3.Уменьшения мощности.
4. Увеличения тока.
18 - Тест. Из скольких отдельных сердечников выполнен магнитопровод магнитного усилителя:
1.-2.
2.-6.
3.-8.
4.-12.
19. Мультивибраторы представляют собой:
1. Резисторные устройства.
2.Тригерные устройства.
З. Транзисторные устройства.
4.Все выше перечисленные устройства.
20.К сопротивлениям первого типа относятся:
1.Неоновые лампы.
2.Лампы накаливания и бареттеры.
3.Диодные лампы.
4.Полупроводниковые терморезисторы.
21. Компенсационные стабилизаторы могут быть выполнены на:
1.Лампах.
2Полупроводниках.
З. На ферритовом сердечнике.
4.Лампах и полупроводниках.
22.Статическая характеристика объекта представляет собой:
1 Зависимость управления величины у.
2.3ависимость управления величины х.
3.Зависимость управления величины R.
4.Зависимость управления величины n.
23.Аккумулирующая способность, т. е. способность объекта:
1.Отдавать энергию.
2.Накапливать энергию.
3.Накапливать и увеличивать энергию.
4.Все выше перечисленные ответы.
24.Постоянная времени объекта - это:
1.Время его разгона.
2Время его торможения.
З. Время его разгона и торможения.
4. Скорость времени.
1.Предномеренное воздействие на управляемый объект.
2.Воздействие на автоматическую систему регулирования.
З. Измеряющее значение величины.
4.Управление чем-либо.
26.Принципиальные схемы служат:
1.Для наглядности.
2.Основанием для разработки конструктивных документов.
3.Основанием для документов и наглядности.
4.Все варианты.
27.Чем отличается трансформатор от автотрансформатора:
1.Катушками.
2.Магнитопроводом.
3.Наличием электрической связи.
4.Креплением.
28.Фотоэлементы с внешним фотоэффектом представляют собой:
1.Вакуумную или газонаполненную лампу.
2.Лампу без вакуума и газа.
3.Лампу с вакуумом но без газа.
4.Капсюль с газом.
29. Электроконтактный датчик является датчиком какого действия?
1. Позиционного
2. Двухпозиционного
3. Трехпозиционного
4. Четырехпозиционного
30.Платиновые и медные термометры сопротивления при ОС могут иметь номинальное сопротивление:
1.Платиновые-10,46,100 Ом.
2.Медные-53,100 Ом.
З. Платиновые-10.46,53,100 Ом.
4.Медные-46,53,100 Ом.
31. Индуктивные датчики отличаются от трансформаторных датчиков:
1. Изменением индуктивности под влиянием входной величины
2. Наличием скользящего контакта
3. Отсутствием гальванической связи между цепями питания и выхода
4. Ничем не отличаются
32. Характерными особенностями термисторов являются:
1. Значительно большее удельное сопротивление, чем у металлов
2. Отрицательный температурный коэффициент
3. Высокая чувствительность к изменениям температуры
4. Все выше перечисленные
33. К каким датчикам относятся термоэлектрические преобразователи:
1. Электрическим усилителям
2. Параметрическим
3. Электрокасательным усилителям
4. Генераторным
34. Зависимость сопротивления от температуры определяется:
1. Температурным коэффициентом
2. Химической устойчивостью
3. Градировочной характеристикой
4. Всеми перечисленными свойствами
35. Термисторы отличаются от позисторов:
1. Материалом изготовления
2. Маркой обозначения
3. Температурным коэффициентом
4. Всеми перечисленными
Критерии оценки:
«Зачтено» – выполнение верно более 60% заданий.
«Не зачтено» – выполнение 60% и менее заданий верно.
Пример лабораторно-практического занятия
Автоматическое регулирование.
1 Проверка действия и работоспособности автоматической системы стабилизации параметров производственного процесса. Автоматизация вытяжных систем вентиляции.
2 Изучение и исследование САУ микроклиматом в камере (помещении).
Цель работы: изучение типовых решений по автоматизации вытяжных систем вентиляции; освоение методики определения характеристик регулятора; изучение возможностей использования преобразователя частоты в системах вентиляции и управления им с помощью контроллера. Оборудование:
стенд с техническими средствами автоматизации; осевой вентилятор с электроприводом типа; контрольно- измерительные приборы; справочные материалы.
Вопросы предварительного контроля:
1 Перечислите состав оборудования системы вытяжной вентиляции.
2 Приведите основные технические характеристики преобразователя частоты
3 Приведите основные технические характеристики контроллера.
Порядок выполнения работы:
1 Изучив общие сведения и описание преобразователя частоты, используя состав аппаратуры наборного поля, разработайте принципиальную схему управления вытяжным вентилятором: а) по показаниям датчика температуры, подключенного к преобразователю частоты; б) по показаниям датчика температуры, подключенного к контроллеру, который управляет преобразователем частоты.
2 Снимите расходную характеристику, для чего необходимо: - подать напряжение на стенд, автоматическим выключателем, далее - на преобразователь частоты тумблером 5А;
- вращая ручку встроенного потенциометра преобразователя, в табл. 3 зафиксировать напряжение и угол отклонения полоски индикатора;
- снять напряжение со стенда.
3 Построить расходную характеристику О = Г (/), рассчитав частоту и расход воздуха по
справочным таблицам.
Таблица 3
Данные для расчета расходной характеристики
V, В
а, о
Г, Гц
О, м3/ч
и, В
а, о
/, Гц
О, м3/ч
4 Вместо датчика подключите потенциометр К в соответствии со схемой подключения, проверьте ее с преподавателем, задайте код 01 функции задания частоты А01 и снимите расходную характеристику для этого случая. После задания кода функции А01 верните на дисплей инвертора индикацию частоты функцией.
5 Соберите схему управления с контроллером на наборном поле, проверьте ее с преподавателем, задайте коэффициенты минимальной, средней и максимальной частоты, опробуйте схему в работе и заполните табл. 4
Таблица 4
Параметры системы вентиляции
Уровень
воздухообмена
Коэффициент
Значение
и, В
а, о
Т, 0С
Г, Гц
О,м3/ч
Минимальный
Средний
Максимальный
6 Постройте характеристику Т = Г" (/)
7 Определите статистическую характеристику устройства управления, для чего:
- подключите к устройству вместо датчика температуры магазин сопротивлений;
- установите ручку «установка температуры» на панели управления устройства в положение одного из значений температуры;
- используя характеристики термопреобразователей, определите «цену» 1 °С в сопротивлении преобразователя;
- подайте напряжение на устройство управления;
- установите сопротивление магазина сопротивлений на величину, соответствующую значению температуры, установленной рукояткой «установка температуры»;
- снимите показания частоты вращения электродвигателя с индикатора тахометра;
- одновременно с этими показаниями по осциллограмме определите угол открытия тиристора;
- изменяя сопротивление индикатора термопреобразователя, определите изменение частоты вращения электродвигателя;
- используя регулировочные характеристики вентиляторов серии ВО, постройте статическую характеристику устройства управления ;
- постройте характеристику п = Г (а), где п - частота вращения вентилятора, а
- угол открытия тиристора.
Содержание отчета:
1 Схемы автоматизации вытяжных систем вентиляции и реализуемой на лабораторном стенде.
2 Принципиальные схемы управления системами вытяжной вентиляции.
3 Заполненные таблицы и расходные характеристики.
4 Статическая характеристика устройства управления.
Комплект контрольных заданий по вариантам
Вариант 1
1 Использование энергии солнца в сельском хозяйстве.
2 Использование энергии ветра в энергетике.
3 Источники первичной энергии, естественное преобразование энергии и вторичная потребляемая энергия.
4 Место и роль электроэнергетики в АПК.
5 Роль электроэнергетики в социально-экономическом развитии сельского хозяйства.
6 Электрификация растениеводства (мелиорация и др.)
7 Электрификация и автоматизация МТА.
8 Электрификация тепличного овощеводства.
9 Применение электроэнергии в животноводстве.
10 Электромашинное доение коров и электрификация обработки молока.
11 Электрификация овцеводства, свиноводства, птицеводства.
12 Электрификация крестьянских и фермерских хозяйств и ЛПХ.
Вариант 2
1 Электроэнергия в социальной сфере и инфраструктуре села, её роль в ЖКХ и др.
2 Структура и характеристика топливно-энергетического комплекса России.
3 Значение генерирующих станций ВЭС, ТЭС, ГЭС, АЭС и др.
4 Значимость передающих ЛЭП.
5 Развитие электроснабжения сельского хозяйства.
6 Районные электрические станции и электроэнергетические системы.
7 Задачи сельского электроснабжения.
8 Надежность электроснабжения и средства для повышения её уровня.
9 Пути снижение потерь электроэнергии и её рациональное использование.
10 Нормативы потребления электрической энергии в основных процессах сельскохозяйственного производства.
11 Система энергосбережения, мероприятия по экономии энергоресурсов, электрической, тепловой энергии: организационные, экономические, научно-технические.
12 Пути экономии электрической и тепловой энергии в сельском хозяйстве.
Вариант 3
1 Каково современное положение сельской энергетики?
2 Что служит критерием при выборе наиболее экономичного варианта централизованного электроснабжения?
3 Назовите технико-экономические преимущества и недостатки трансформаторных подстанций с разным числом трансформаторов?
4 Что входит в состав эксплуатационных затрат по электроприводу, как их рассчитывают?
5Что служит критерием выбора электропривода?
6 Назовите основные технико-экономические показатели системы электропривода.
7 Что может служить критерием при выборе наиболее эффективного варианта средств электрификации?
8 Что служит критерием выбора электропривода?
9 Назовите основные технико-экономические показатели системы электропривода.
10 Что должно отображаться на схеме автоматизации?
11Каковы требования к изображению технологического оборудования на схеме автоматизации? Технических средств автоматизации? Линий связи?
12 Каковы стадии выполнения проекта автоматизации и какая документации
разрабатывается на каждой стадии?
13 Перечислите способы выполнения схем автоматизации. Приведите примеры.
Критерии оценки:
Критерии Оценка (баллы по МРС), уровень
Даны правильные ответы на 10–12 вопросов «отлично», 18–20 баллов,
повышенный уровень
пороговый уровень
Даны правильные ответы на 6–8 вопросов «удовлетворительно», 10–13 баллов, пороговый уровень
Даны правильные ответы на 0–10 вопросов «неудовлетворительно», менее 10 баллов, уровень не сформирован
1. Исследование нелинейной САР уровня воды
2. Применение программируемого логического контроллера в системах управления
3. Реализация логических операций на трехмембранном реле.
4. Функции элементов автоматического управления.
5. Виды систем автоматизации (контроль, регулирование, управление).
6. Линейные динамические системы и их временные динамические характеристики.
7. Условные обозначения на схемах авоматизации систем контроля, регулирования и управления.
Критерии оценки:
– «Зачтено», повышенный уровень: работа сдана в указанные сроки, обозначена проблема и обоснована её актуальность, сделан краткий анализ различных точек зрения на рассматриваемую проблему, логично изложена собственная позиция, сформулированы выводы, раскрыта тема реферата, выдержан объем, соблюдены требования к внешнему оформлению.
«Зачтено», пороговый уровень: основные требования к реферату выполнены, но при этом допущены недочеты, например, имеются неточности в изложении материала, отсутствует логическая последовательность в суждениях, объем реферата выдержан более чем на 50%, имеются упущения в оформлении.
«Не зачтено», уровень не сформирован: тема не раскрыта, обнаруживается существенное непонимание проблемы, допущены грубейшие ошибки в оформление работы, работа списана; реферат студентом не представлен.
1. Автоматизация в сельском хозяйстве.
1.1. Роль русских ученых в развитии теории автоматического управления.
Значение автоматики в развитии современной техники.
1.2. Предмет дисциплины. Понятие «автоматизация» и «управление».
1.3. Задачи автоматизации. Этапы автоматизации. Классы автоматизации Регистра.
1.4. Требования к инженеру-автомеханику.
2. Основные понятия автоматики.
2.1. Понятия «автоматика» и «система». Система автоматического регулирования и управления. Схемы, примеры.
2.2. Автоматическая система. Объект автоматического управления (регулирования). Устройство автоматического управления (регулирования), примеры.
2.3. Понятие «воздействие» и «величина». Внешнее воздействие, внутренние воздействие, контролируемая величина, примеры.
2.4. Регулируемые величины. Регулирующие и управляющие воздействия. Понятие «нагрузка», примеры.
2.5. Понятия «алгоритм» и «программа» управления. Разомкнутая и замкнутая САР.
2.6. Понятия о функциональном элементе и функциональной схеме. Типовая функциональная схема САР.
2.7. Форма записи уравнений динамики автоматических систем. Операционная форма записи дифференциальных уравнений, примеры.
2.8. Понятие «структура» и «передаточная функция» элемента САР.
2.9. Передаточная функция последовательно соединенных звеньев.
2.10. Передаточная функция параллельно соединенных звеньев.
2.11. Эквивалентная передаточная функция звена, охваченного обратной связью.
2.12. Структурная схема САР. Основные элементы. Передаточная функция разомкнутой САР.
2.13. Передаточная функция замкнутой САР по заданию и по нагрузке.
3. Типовые звенья
3.1. Определение типового звена. Понятие релейного звена. Обозначения, характеристики, уравнения.
3.2. Определение безинерционного звена, уравнение, примеры. Уравнение, передаточная функция, динамические характеристики.
3.3. Определение апериодического звена, уравнение, примеры. Уравнение, передаточная функция, динамические характеристики.
3.4. Определение интегрирующего звена уравнение, примеры. Уравнение, передаточная функция ,динамические характеристики.
3.5. Определение колебательного звена. уравнение, примеры. Уравнение, передаточная функция ,динамические характеристики.
3.6. Определение дифференцирующего звена, уравнение, примеры. Уравнение, передаточная функция ,динамические характеристики.
3.7. Определение звена запаздывающего и. неустойчивого звена, примеры. Уравнение, передаточная функция, динамические характеристики.
4.1. Классификация объектов регулирования. Статические характеристики объектов регулирования. Коэффициент самовыражения.
4.2. Уравнение безъемкостного объекта, пример. Динамические характеристики, передаточные функции , структура.
4.3. Уравнение одноёмкостного устойчивого объекта, пример. Динамические характеристики, передаточные функции , структура.
4.4. Уравнение одноёмкостного нейтрального объекта, пример. Динамические характеристики, передаточные функции , структура.
4.5. Многоёмкостный устойчивый объект, пример. Динамические характеристики, передаточные функции , структура.
4.6. Многоёмкостный нейтральный объект, пример. Динамические характеристики, передаточные функции , структура.
4.7. Виды апериодических воздействий и динамические характеристики объектов регулирования. Переходная функция и импульсная переходная функция.
4.8. Определение параметров объектов регулирования с самовыравниванием по типовым переходным характеристикам графическим методом.
4.9. Определение параметров объектов регулирования без самовыравнивания по типовым переходным характеристикам графическим методом.
4.10. Аналитические методы определения динамических характеристик ОР.
5. Регуляторы и их свойства.
5.1. Принципы управления (регулирования).
5.2. Пропорциональное регулирование. Уравнение. Структурная схема. Параметры настройки.
5.3. Интегральное регулирование. Уравнение. Динамические свойства ,понятие времени интегрирования. Структурная схема.
5.4. .Пропорционально-интегральное регулирование. Уравнение, параметры настройки, динамические свойства. Структурная схема.
5.5. Регулирование по производной. Уравнение, параметры настройки, динамические свойства. Структурная схема.
5.6. Пропорционально- интегрально- дифференциальное регулирование. Уравнение, параметры настройки, динамические свойства. Структурная схема.
5.7. Классификация регулятора. Элементы регулятора и их назначение.
5.8. Усилитель. Классификация, назначение, уравнение. Примеры.
5.9. Исполнительные органы. Классификация, назначение, уравнение. Примеры.
5.10. Регулирующие органы. Назначение, уравнение, примеры. Характеристики (конструктивные и расходные).
6. Свойства систем автоматического регулирования.
6.1 Определение статистической характеристики САР. Статистические свойства САР. Астатические характеристики.
6.2.Соотношения между статистическими показателями разомкнутой САР, статистического регулятора и устойчивого объекта регулирования.
6.3. Соотношения между статистическими показателями замкнутой САР, статистического регулятора и устойчивого объекта регулирования.
6.4. Соотношения между статистическими показателями замкнутой САР, астатистического регулятора и устойчивого объекта регулирования.
6.5. Соотношения между статистическими показателями замкнутой САР, статистического регулятора и нейтрального объекта регулирования.
6.6. Статистический анализ САР.
6.7. Виды и показатели качества переходных процессов.
6.8. Переходные и импульсные переходные функции статистической и астатистической САР.
6.9.Влияние обратных связей на свойства САР.
7.Устойчивость САР.
7.1. Понятие устойчивости САР. Математическая оценка устойчивости.
7.2. Критерий устойчивости Гурвица.
7.3. Графический критерий устойчивости Вышнеградского
7.5. Частный критерий устойчивости Найквиста.
8. Анализ качества переходных процессов.
8.1. Задачи и методы динамического анализа.
8.2. Методы построения переходных процессов (точные и приближенные).
9. Настройка САР.
9.1.Методы настройки САР. Их достоинства, недостатки, область применения.
9.2. Настройка САР по переходным функциям разомкнутой системы.
9.3. Расчет оптимальных параметров настройки регулятора по переходным функциям замкнутых САР (незатухающие, затухающие колебания).
Критерии оценки:
- оценка «отлично» (повышенный уровень):
1) Студент показал прочные знания основных положений учебной дисциплины, умение самостоятельно решать
2) Подтверждает примерами теоретический материал.
3) Если ответил на два вопроса и без подсказки безошибочно выполнил практическое задание, относящееся ко второму вопросу билета.
- оценка «хорошо» (пороговый уровень):
Студент показал прочные знания основных положений учебной дисциплины, умение самостоятельно решать конкретные практические задачи, предусмотренные рабочей программой, ориентироваться в рекомендованной справочной литературе, умеет правильно оценить полученные результаты расчетов или эксперимента. В ответе студент допускает неточности фактического и теоретического плана, однако может исправить их при уточнении преподавателем; допускает одну-две ошибки при выполнении практического задания. В теоретической части не изложил в ответе стилистические (изобразительно-выразительные) особенности рассматриваемого явления.
– оценка «удовлетворительно»:
Студент показал знание основных положений учебной дисциплины, умение получить с помощью преподавателя правильное решение конкретной практической задачи из числа предусмотренных рабочей программой, знакомство с рекомендованной справочной литературой. В ответе на теоретические вопросы студент допускает ошибки, ответ неполный, затрудняется в формулировке дефиниций соответствующих терминов, однако может привести пример; в большинстве примеров практической части допускает ошибки, которые исправляет при помощи наводящих вопросов преподавателя.
- оценка «неудовлетворительно» (уровень не сформирован):
При ответе студента выявились существенные пробелы в знаниях студента основных положений учебной дисциплины, неумение с помощью преподавателя получить правильное решение конкретной практической задачи из числа предусмотренных рабочей программой учебной дисциплины. Студент не владеет теоретическими сведениями по указанным вопросам, затрудняется в приведении примеров, большая часть практического материала выполнена неверно, студент затрудняется в исправлении ошибок.