Составитель: доц. Поликарпов С.К.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

Профессор М.А. Иванов

________________________

«_____» ___________ 2013

БАЗА ТЕСТОВЫХ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ ВОПРОСОВ

По учебной дисциплине

«Теория автоматического управления»

Семестр

Для бакалавров специальности: 220700

«Автоматизация технологических процессов и производств»

Направление: Автоматизация технологических процессов и производств в металлургической промышленности

Составитель: доц. Поликарпов С.К.

Кафедра АТПП

Санкт-Петербург

Раздел 1.1 (Словесные ответы)

№	Вопросы	Варианты ответов
	Определите правильную формулировку критерия устойчивости Гурвица?	1. Для того, чтобы АСУ была устойчивой, необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были отрицательны, и при этом коэффициент характеристического уравнения . 2. Для того, чтобы АСУ была устойчивой, необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были положительны, и при этом коэффициент характеристического уравнения . 3. Для того, чтобы АСУ была устойчивой, необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были положительны, и при этом коэффициент характеристического уравнения . 4. Для того, чтобы АСУ была устойчивой, необходимо и достаточно, чтобы все коэффициенты дифференциального уравнения были положительными.
	Определите правильную формулировку критерия устойчивости Михайлова.	1. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор характеристического полинома - ной степени при изменении частоты от до повернулся на комплексной плоскости на угол . 2. Для того, чтобы замкнутая АСУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор разомкнутой системы не охватывал точки . 3. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор характеристического полинома -ной степени при изменении частоты от до повернулся на комплексной плоскости на угол . 4. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор характеристического полинома - ной степени при изменении частоты от до повернулся на комплексной плоскости на угол .
	Какому физическому устройству соответствует математическая модель апериодического звена 1-го порядка?	1. Пружина с демпфером, подвешенная на жестком основании и перемещающаяся под действием силы . 2. Выходная концентрация в аппарате идеального перемешивания жидкости. 3. Ток в электрической цепи, в которой сопротивление и конденсатор соединены последовательно. 4. Уровень жидкости в резервуаре, имеющем приток и исток.
	Какое из приведенных утверждений выражает общее правило соотношения между степенью астатизма системы управления и степенью управляющего воздействия, при котором отсутствует ошибка установившегося режима?	1. Степень астатизма равна степени воздействия. 2. Степень астатизма должна быть на единицу меньше степени воздействия. 3. Степень астатизма должна быть на единицу больше степени воздействия. 4. Точность установившегося режима не зависит от степени астатизма и степени управляющегося воздействия.
	Какие свойства преобразования Лапласа используются при решении линейных дифференциальных уравнений?	1. Свойство линейности и теорема дифференцирования 2. Теорема о конечном значении и теорема интегрирования. 3. Теорема дифференцирования и теорема свертки 4. Свойство линейности и теорема свертки
	Найдите определение объекта управления.	1. Технологический процесс или техническое устройство, желаемое поведение которого должно быть обеспечено 2. Техническое устройство, формирующее такой закон изменения управляющих воздействий, при котором достигается желаемое поведение объекта управления 3. Технологический агрегат или процесс, желаемое поведение которого должно быть обеспечено 4. Система или часть системы, требуемые характеристики которой должны быть обеспечены.
	К какому классу систем относятся системы управления по возмущению?	1. Дискретные 2. Замкнутые 3. Автономные 4. Разомкнутые
	Каким образом реализуется алгоритм ПИД - закона регулирования в современных управляющих устройствах?	1. На операционном усилителе со сложной схемой включения. 2. В виде специализированного электромеханического прибора. 3. В виде программы программно-логического контроллера (ПЛК). 4. Как сумма трех отдельных составляющих частей, каждая из которых реализована механическим путем.
	Какому отрезку времени соответствует постоянная времени ПИ - закона управления?	1. Времени, за которое интегральная составляющая достигнет 0,637 от величины пропорциональной составляющей. 2. Времени, за которое интегральная составляющая достигнет величины пропорциональной составляющей 3. Времени, в течение которого интегральная составляющая достигнет уровня насыщения. 4. Времени, в течение которого интегральная и пропорциональная составляющая в сумме достигнут уровня насыщения.
	Как связан запас устойчивости по фазе со степенью колебательности переходной характеристики системы?	1. Степень колебательности переходной характерис- тики системы не зависит от величины . 2. Чем больше величина , тем больше степень колебательности переходной характеристики системы. 3. Чем больше величина , тем меньше степень колебательности переходной характеристики системы. 4. Величина и степень колебательности переходной характеристики системы связаны между собой нелинейной зависимостью.
	Какое определение соответствует передаточной функции замкнутой системы?	1. Отношение изображений управляющего воздействия и регулируемой величины при нулевых начальных условиях. 2.Отношение изображений регулируемой величины и управляющего воздействия при нулевых начальных условиях. 3.Отношение изображений регулируемой величины и внешних возмущений. 4.Отношение изображений управляющего воздействия и ошибки при нулевых начальных условиях и отсутствии внешних возмущений.
	Как нужно видоизменить годограф Найквиста астатической системы, чтобы применить критерий Найквиста при проверке устойчивости астатической системы?	1. Необходимо дополнить годограф дугой радиуса, равного единице, до отрицательной полуоси. 2. Необходимо дополнить годограф дугой бесконечного радиуса до отрицательной вещественной полуоси. 3. Необходимо дополнить годограф дугой бесконечного радиуса до положительной вещественной полуоси. 4. Необходимо дополнить годограф дугой радиуса, равного единице, до положительной вещественной полуоси.
	Из каких соображений выбирается вид передаточной функции при синтезе систем подчиненного регулирования?	1.Установившаяся ошибка в системе должна быть равна бесконечности. 2.Должна быть скомпенсирована наибольшая постоянная времени объекта. 3. Установившаяся ошибка в системе должна быть равна нулю и для достижения максимального быстродействия желательно скомпенсировать большую постоянную времени 4. Должна быть скомпенсирована наименьшая постоянная времени объекта.
	На какие классы подразделяются АСУ по количеству управляемых величин?	1. Детерминированные и стохастические. 2. Одномерные и многомерные. 3. Линейные и нелинейные. Стабилизации и следящие.
	Какой из перечисленных прямых показателей качества характеризует длительность переходного процесса?	1. Максимальное перерегулирование 2. Время первого согласования 3. Время регулирования 4. Число колебаний переходной характеристики
	Почему были разработаны различные критерии устойчивости систем управления?	1. Критерии устойчивости значительно ускоряют процесс определения условий, при которых система будет устойчивой. 2. Так как определение корней характеристических уравнений большого порядка представляет трудную задачу 3. Не существовало средств вычислительной техники, способных вычислять корни характеристических уравнений. 4. Для упрощения процедуры выявления факта, будет ли система устойчивой или нет.
	Для чего используют правило Мейсона?	1. Для упрощения исходного графа. 2. Для исключения соприкасающихся контуров. 3. Для исключения прямых параллельных путей. 4. Для определения передаточной функции между двумя любыми вершинами графа.
	Как из структурной схемы автоматической системы управления получить направленный граф?	1. Необходимо все звенья структурной схемы заменить на дуги графа. 2. Все переменные структурной схемы нужно представить вершинами графа. 3. Необходимо все звенья структурной схемы заменить на дуги графа, все переменные структурной схемы представить вершинами графа, знаки суммирования сигналов в узлах сравнения перенести на обозначения передач отдельных дуг графа, узлы сравнения представить вершинами выходных переменных узлов. 4. Необходимо все звенья структурной схемы заменить на дуги графа, все переменные структурной схемы представить вершинами графа.
	Каким образом составляются детализированные структурные схемы?	1. Запись исходных дифференциальных уравнений в нормализованной форме Коши. 2. Решение операторного уравнения системы относительно выходной величины. 3. Преобразование структурных исходных схем. 4. Преобразование исходного операторного уравнения системы относительно старшей производной выходной величины, преобразование
	Сформулируйте цель управления при синтезе систем подчиненного регулирования.	1.Достижение максимального быстродействия при перерегулировании, не превышающем заданного значения (обычно sз 5%). 2.Достижение максимального быстродействия при перерегулировании, не превышающем 50%. 3.Достижение заданного быстродействия и максимального перерегулирования. 4.Достижение минимального быстродействия и заданного перерегулирования.
	Какое свойство системы управления оценивает корневой показатель, вычисляемый как расстояние от мнимой оси до ближайшего корня характеристического уравнения замкнутой системы?	1. Показатель колебательности. 2. Степень устойчивости. 3. Степень затухания переходной составляющей. 4. Быстродействие системы управления.
	Какое предположение лежит в основе линеаризации нелинейных уравнений? .	1. В динамическом процессе переменные достаточно малы 2. В динамическом процессе переменные изменяются так, что их отклонения от установившихся значений большие. 3. В динамическом процессе переменные изменяются так, что их отклонения от установившегося значения достаточно малы. 4. В динамическом процессе переменные не изменяются.
	Найдите определение выходных величин объекта управления?	1. Переменные, характеризующие протекание процессов в объекте управления 2. Измеряемые переменные, характеризующие функционирование объекта управления 3. Изменяемые переменные, воздействующие на поведение объекта управления 4. Переменные, характеризующие состояние объекта управления.
	На какие классы подразделяются АСУ по идеализации математического описания?	1. Непрерывные и дискретные 2. Стабилизации и следящие 3. Одномерные и многомерные 4. Линейные и нелинейные
	Какой прием используется при линеаризации нелинейных дифференциальных уравнений?	1. Разложение в ряд Фурье и отбрасывание членов ряда выше первой гармоники 2. Разложение в ряд Тейлора и отбрасывание членов ряда выше третьей степени 3. Разложение в ряд Тейлора и отбрасывание членов ряда выше первой степени 4. Разложение в ряд Тейлора и отбрасывание членов ряда выше второй степени
Раздел 1.2
	Каков необходимый порядок астатизма САУ для обеспечения нулевой динамической ошибки при воздействии в виде ?	1.Третий 2.Нулевой 3.Второй 4.Шестой
	Что называется временем переходного процесса для ?	1. Время от начала ПХ до момента входа её в зону от , после чего она остается в этой зоне. 2. Время от начала ПХ до момента её полного затухания. 3. Время от начала ПХ до момента входа её в зону от , после чего она остается в этой зоне. 4. Время, отсчитываемое от начала координат до момента времени, когда отклонение от становится равным нулю.
	Сколько интеграторов должен иметь прямой канал АСУ, чтобы ошибка от скачка скорости была равна нулю.	1. 4 2. 0 3. 1 4. 2
	Для чего применятся правила инверсии прямого пути и замкнутого контура?	1. Для исключения дифференцирующих звеньев. 2. Для упрощения передаточных функций прямого и обратного каналов. 3. Для обращения интегрирующих звеньев в дифференцирующие.. 4. Для достижения правильного суммирования сигналов.
	Какие показатели лучше всего характеризуют минимум динамической ошибки и скорости её изменения?	1. Показатели переходной характеристики. 2. Корневые оценки. 3. Интегральные оценки. 4. Частотные показатели.
	Что называется характеристическим полиномом замкнутой системы?	1. Знаменатель передаточной функции разомкнутой системы. 2. Сумма числителя и знаменателя передаточной функции замкнутой системы. 3. 3. Знаменатель передаточной функции замкнутой системы. 4. Числитель передаточной функции замкнутой системы
	Почему синтез системы управления по минимуму ИКО необходимо выполнять в области параметров, удовлетворяющих какому-либо другому критерию?	1. Использование дополнительного критерия ускоряет процесс синтеза. 2. Так как синтез по минимуму ИКО без дополнительных ограничений приводит к слабо затухающим переходным процессам. 3. Использование дополнительного критерия делает процесс синтеза более удобным. 4. Использование дополнительного критерия упрощает процесс синтеза.
	Каким образом определяется математическая модель неизвестного объекта управления?	1. Проведением активных экспериментов на объекте управления. 2. Выполнением пассивных экспериментов 3. Путем анализа основных физических процессов в объекте управления. 4. Сочетанием методов, перечисленных в предыдущих пунктах.
	Какие формы математических моделей используются при анализе и синтезе автоматических систем управления?	1. Дифференциальные уравнения и временные харак теристики. 2. Дифференциальные уравнения и временные харак теристики, структурные схемы и направленные графы. 3. Дифференциальные уравнения, временные характеристики, передаточные функции, структурные схемы и направленные графы, корневые оценки и частотные характеристики. 4. Корневые оценки и частотные характеристики.
	Определите правильную формулировку критерия устойчивости Найквиста.	1.Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор при изменении частоты от до повернулся на комплексной плоскости на угол . 2.Для того, чтобы замкнутая АСУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор разомкнутой системы не охватывал точку при изменении частоты от 0 до . 3. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор при изменении частоты от до повернулся на комплексной плоскости на угол . 4. Для того, чтобы замкнутая АСУ была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы вектор разомкнутой системы не охватывал начало координат.
	В каком виде записывается линейное дифференциальное уравнение, преобразованное по Лапласу?	1. Тригонометрическом 2. Показательном 3. Логарифмическом 4. Степенном
	Какая информация необходима для реализации разомкнутой системы?	1 Временная стабильность параметров объекта управления. 2. Отсутствие больших возмущений на процессе управления. 3. Точная зависимость между управляемой величиной и управляющим воздействием. 4. Требуемая точность стабилизации управляемой величины невысокая.
	Какая матрица является матрицей выхода в написанных матричных уравнениях?	1. B
2. A
3. D
4. C
	Какой закон лежит в основе уравнения, описывающего изменение тока в цепи индуктивность - резистор ?	1. Закон Ома 2. Закон Био-Саварра 3. Закон Фарадея 4. Закон Ленца-Джоуля
	Когда в САУ используют комбинированное управление?	1. Когда стремятся обеспечить высокую точность воспроизведения управляющего воздействия. 2. Когда стремятся обеспечить высокую степень подавления возмущающего воздействия. 3. Когда стремятся обеспечить высокую точность воспроизведения управляющего воздействия и высокую степень подавления возмущающего воздействия. 4. Когда требуется нулевое отклонение управляемой величины от желаемого значения.
	В чем состоит суть принципа управления по отклонению?	1. Управляющее устройство системы управления реагирует на любое изменение управляемой величины, независимо от причины его появления. 2. Выходная величина управляющего устройства системы определяется в соответствии с величиной отклонения. 3. Входным сигналом прямого канала системы управления является отклонение, то-есть, разность между желаемым и действительным значением управляемой величины. 4. Управляемая величина с помощью устройства обратной связи подается на вход системы, в устройство сравнения.
	Как формулируется общее условие устойчивости системы?	1. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо, чтобы корни линеаризованного дифференциального уравнения были положительными. 2. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо, чтобы корни линеаризованного дифференциального уравнения были вещественными. 3. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо, чтобы корни линеаризованного дифференциального уравнения были комплексными. 4. Для того, чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо, чтобы корни линеаризованного дифференциального уравнения были либо отрицательными, либо комплексными с отрицательной частью.
	В какой области на комплексной плоскости должны лежать корни знаменателя АФЧХ замкнутой системы для того, чтобы АСУ была устойчива?	1. Вблизи начала координат. 2. В нижней полуплоскости. 3. В левой полуплоскости. 4. В правой полуплоскости
	На какие две группы подразделяются методы анализа качества процессов управления?	1. Аналитические и графические. 2. Прямые и косвенные. 3. Алгебраические и частотные. 4. Традиционные и современные.
	Найдите среди приведенных справа показателей корневые оценки.	1. Показатель колебательности, резонансная частота, полоса пропускания. 2. Максимальное перерегулирование, время регулирования, время первого согласования. 3. Частота среза, запас устойчивости по фазе, запас устойчивости по модулю. 4. Степень устойчивости, колебательность, показатель затухания.
	Какое влияние оказывает величина зоны в процентах от установившегося значения на величину времени регулирования?	1. Время регулирования не зависит от величины зоны. 2. Чем больше зона, тем больше время регулирования. 3. Чем меньше зона, тем меньше время регулирования. 4. Чем меньше зона, тем больше время регулирования.
	От чего зависит величина ошибки установившегося режима системы управления?	1. От величины коэффициента передачи разомкнутой системы. 2. От вида воздействия и от числа интеграторов прямого канала. 3. Величина ошибки зависит от: степени астатизма системы; степени воздействия; коэффициента передачи разомкнутой системы. 4. От коэффициентов ошибок.
	От чего зависит ошибка замкнутой системы управления в установившемся режиме по возмущающему воздействию?	1. От вида возмущения; от степени астатизма системы; от точки приложения возмущения. 2. От степени функции, описывающей возмущение. 3. От коэффициента передачи разомкнутой системы. 4. От того, где приложено возмущение: до и ли после интегрирующего элемента.
	Почему И-, ПИ-, ПИД-регуляторы всегда ставятся в начало прямого канала после узла сравнения?	1. Чтобы уменьшить величину входных сигналов. 2. Чтобы устранить все ошибки установившегося режима, вызванные возмущениями ступенчатой формы, приложенными в любой точке прямого канала. 3. Чтобы уменьшить установленную мощность усилителя. 4. Чтобы уменьшить влияние помех на входные цепи.
	От чего зависит величина перерегулирования переходной характеристики по управлению и степень её затухания?	1. От числа интеграторов в прямом канале системы. 2. От того, насколько коэффициент разомкнуто системы близок по своему значению к критическому. 3. От коэффициента передачи разомкнутой системы; от скорости интегрирования ошибки. 4. От структуры прямого канала и канала обратной связи.

Раздел 2.1(формульные ответы)

№	Вопрос	Варианты ответов
	Определите среди приведенных выражений формулу Хевисайда - Карсона	1. 2. 3. 4.
	Какое выражение соответствует прямому преобразованию Фурье?	1. 2. 3. 4.
	Какое выражение соответствует обратному преобразованию Фурье?	1. 2. 3. 4.
	Какое из приведенных выражений является амплтудно-фазовой характеристикой ?	1. 2. 3. 4.
	Какой сигнал, поданный на вход астатической системы управления первого порядка, будет воспроизведен в установившемся режиме с нулевой ошибкой?	1. 2. 2. 3. 3. 4. 4.
	Какое из приведенных выражений является логарифмической амплитудно-частотной характеристикой?	1. 2. 3. 4.
	Какой типовой сигнал необходимо подать на вход динамического звена, чтобы на его выходе была получена переходная характеристика ?	1. 2. 3. 4.
	Какое выражение соответствует обратному преобразованию Лапласа?	1. 2. 3. 4.
	Укажите вид весовой функции апериодического звена первого порядка.	1. 2. 3. 4.
	Найдите среди приведенных формул выражение изображения свертки двух функций.	1. 2. 3. 4.
	Какая матрица является матрицей состояния в написанных матричных уравнениях?	1. А
2. В
3. С
4. D
	Определите, какое из выражений соответствует функции веса w(t) интегрирующего звена?	1. , и < 0 2. 3. 4.
	Какое выражение соответствует прямому преобразованию Лапласа?	1. 2. 3. 4.
	Определите неправильную запись амплитудно-фазовой характеристики?	1. 2. 3. 4.
	Какая передаточная функция соответствует апериодическому звену первого порядка?	1. 2. 3. 4.
	Какая передаточная функция соответствует устойчивому колебательному звену?	1. 2. 3. 4.
	Какой типовой сигнал необходимо подать на вход динамического звена, чтобы на его выходе была получена импульсная переходная функция w(t)?	1. 2. 3. 4.
	Определите, какое из выражений соответствует амплитудно-частотной характеристике колебательного звена?	1. 2. 3 3. 4.
	Какое из приведенных выражений является амплитудно-частотной характеристикой ?	1. 2. 3. 4.
	Каким соотношением связаны между собой передаточная и весовая функции?	1. 2. 3. 4.
	Какая передаточная функция соответствует апериодическому звену второго порядка?	1. 2. 3. 4.
	Каким соотношением связаны между собой передаточная и переходная функции?	1. 2. 3. 4.
	Определите, какое звено является не минимально-фазовым?	1. 2. 3. 4.
	Какая частотная функция соответствует звену с запаздыванием?	1. 2. 3. 4.
	Какой порядок астатизма имеет система, имеющая ошибки при отработке ступенчатого, линейного и параболического воздействий соответственно: ?	1. 2. 3. 4.
Раздел 2.2
	Чему должен быть равен коэффициент демпфирования звена второго порядка, переходная характеристика которого не имеет перерегулирования?	1. 2. 3. 4.
	Чему должен быть равен коэффициент демпфирования звена второго порядка, переходная характеристика которого имеет вид синусоидальных колебаний?	1. 2. 3. 4.
	При каком соотношении постоянных времени и корректирующее звено имеет дифференцирующие свойства?	1. < 2. > 3. = 4. < 0
	Как определяется перерегулирование переходной характеристик?	1. 2. 3. 4.
	Какой типовой сигнал необходимо подать на вход динамического звена, чтобы на его выходе была получена импульсная переходная характеристика ?	1. 2. 3. 4.
	Найдите среди формул справа выражение ЛАЧХ.	1. 2. 3. 4.
	Найдите правильное выражение ЛАЧХ для функции	1. 2. 3. 4.
	Найдите правильное выражение ЛФЧХ для функции	1. 2. 3. 4.
	Графическое изображение какого выражения представляет собой годограф Найквиста?	1. 2. 3. 4.
	Минимизация какой интегральной оценки дает быстрые и плавные переходные процессы. Здесь - ошибка регулирования, - управляющее воздействие?	1. 2. 3. 4.
	Какая зависимость, связывающая входные и выходные переменные звеньев системы, структурная схема которой имеет вид: -определяют закон регулирования?	1. 2. 3. 4.
	Найти передаточную функцию по каналу замкнутой системы, структурная схема которой имеет вид:	1. 2. 3. 4.
	В каком виде ищется общее решение однородного дифференциального уравнения n-ого порядка с корнями характеристического уравнения р_i?	1. 2. 3. 4.
	Какая частотная функция соответствует интегрирующему звену?	1. 2. 3. 4.
	Найти передаточную функцию по каналу замкнутой системы, структурная схема которой имеет вид:	1. 2. 3. 4.
	Чему равна эквивалентная передаточная функция последовательно включенных звеньев?	1. 2. 3. 4.
	Какое из выражений, связывающих ошибку системы с управляющим воздействием , соответствует пропорционально-дифференциальному закону регулирования?	1. 2. 3. 4.
	Какое выражение соответствует передаточной функции корректирующего звена при последовательной коррекции, где , - передаточные функции скорректированной и неизменной частей системы?	1. 2. 3. 4.
	Какое выражение справедливо для ПИ-регулятора?	1. 2. 3. 4. 5.
	Какое выражение соответствует ПИД-закону регулирования?	1. 2. 3. 4.
	Какое дифференциальное уравнение соответствует корректирующему звену?	1. 2. 3. 4.
	Определите, какое из выражений соответствует переходной функции h(t) апериодического звена первого порядка?	1. 2. 3. 4.
	Какое дифференциальное уравнение соответствует апериодическому звену 2-гопорядка?	1. 2. 3. 4.
	Какой из приведенных интегральных критериев применим только для монотонных переходных процессов. Здесь - ошибка регулирования, - управляющее воздействие?	1. 2. 3. 4.
	Найдите среди приведенных свойств преобразования Лапласа свойство линейности преобразования.	1. Если то 2. Если , то 3. Если то 4. Если то