Программа вступительных испытаний в аспирантуру по научной специальности 05. 13. 06 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

К освоению программ подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре допускаются лица, имеющие образование не ниже высшего - специалитет или магистратура.

Вступительные испытания в аспирантуру предназначены для определения практической и теоретической подготовленности специалиста или магистра к выполнению профессиональных задач, установленных государственным образовательным стандартом и возможности продолжения обучения в аспирантуре по научной специальности 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)».

Вступительные испытания при поступлении в аспирантуру проходят в форме устного экзамена по трем основным профилирующим дисциплинам: «Теория автоматического управления», «Моделирование систем», «Автоматизация технологических процессов».

Оценка ответов поступающих проводится по балльной шкале; максимальная оценка вступительного испытания составляет 100 баллов и складывается из суммы баллов, набранных при ответах на вопросы по каждой дисциплине. Минимальное количество баллов, подтверждающее успешное прохождение вступительного испытания, составляет 51 балл при условии, что количество баллов по каждой дисциплине должно составлять не менее 17 баллов. Время, отводимое на подготовку и ответы на вопросы, составляет не более 120 минут. При оценке ответов при проведении вступительных испытаний в аспирантуру учитывается:

- правильность и осознанность изложения ответов на вопросы;

- полнота раскрытия понятий и закономерностей, точность употребления и трактовки общенаучных, специальных, технических и технологических терминов;

- самостоятельность ответа;

- речевая грамотность и логическая последовательность ответа.

Ответы поступающих в аспирантуру оцениваются по 100-балльной шкале исходя из следующих критериев:

91 - 100 баллов: даны полные, исчерпывающие ответы на все вопросы, в том числе, на дополнительные, поступающий свободно владеет необходимыми знаниями и навыками;

71-90 баллов: даны полные ответы на поставленные вопросы, однако поступающий испытывает затруднения при ответе на дополнительные вопросы, имеются некоторые неточности при изложении материала;

51 - 70 баллов: в ответе отражены лишь основные закономерности описываемых процессов и явлений, поступающий испытывает значительные затруднения при ответах на основные и дополнительные вопросы. -

1. 
   Основные принципы регулирования. Преимущества и недостатки. Примеры.
   
2. 
   Пространство состояния. Пример составления уравнений состояния. Передаточная функция объекта управления. Передаточная матрица системы. Пример
   
3. 
   Временные характеристики объектов и систем уравнения (переходная и импульсная переходная характеристики). Связь между временными характеристиками.
   
4. 
   Частотные характеристики объектов и систем управления (АЧХ, ФЧХ, АФХ, ЛАХ, ЛФХ). Способы построения частотных характеристик. Связь между ними.
   
5. 
   Типовые соединения звеньев. Получение передаточной функции соединения звеньев. Правила структурных преобразований (переносы узлов и сумматоров через звено). Правило Мэйсона.
   
6. 
   Типовые законы регулирования. Достоинства и недостатки.
   
7. 
   Понятие устойчивости. Критерии устойчивости линейных систем.
   
8. 
   Понятие о точности управления. Статическая и динамическая точности. Влияние параметров разомкнутого контура и порядка астатизма на точность системы.
   
9. 
   Качество САУ. Прямые и косвенные показатели качества. Интегральные критерии качества.
   
10. 
    Управляемость, наблюдаемость, условия. Модальное управление.
    
11. 
    Методы синтеза САУ. Метод незатухающих колебаний. Метод расширенных частотных характеристик.
    
12. 
    Метод желаемой ЛАХ. Последовательные и параллельные корректирующие устройства.
    
13. 
    Общие сведения о дискретных системах автоматического управления. Структура и классификация импульсных систем управления. Характеристики дискретных систем управления. Устойчивость дискретных систем управления.
    
14. 
    Общие понятия о нелинейных системах и их особенности. Типовые нелинейности. Статические характеристики нелинейных звеньев. Методы исследования нелинейных систем.
    
15. 
    Метод фазовых траекторий. Свойства фазовых траекторий. Метод изоклин. Фазовые траектории устойчивых и неустойчивых систем. Предельные циклы, скользящие режимы.
    
16. 
    Устойчивость нелинейных систем по Ляпунову. Функции Ляпунова. Критерий Сильвестра. Теоремы Ляпунова об устойчивости и неустойчивости движения.
    
17. 
    Метод гармонической линеаризации нелинейных систем. Аналитический и графический метод расчета параметров автоколебаний в системах с нелинейными звеньями.
    
18. 
    Понятие абсолютной устойчивости. Теорема В.М.Попова. Частотный критерий абсолютной устойчивости.
    
19. 
    Задачи оптимального управления. Критерии оптимальности. Методы теории оптимального управления: классическое вариационное исчисление, принцип максимума, динамическое программирование. Аналитическое конструирование оптимальных регуляторов.
    
20. 
    Адаптивные системы управления. Принципы построения и классификация адаптивных систем. Робастные системы. Поисковые и беспоисковые самонастраивающиеся системы. Использование эталонных моделей и идентификаторов в контуре управления адаптивной системы управления.
    

1. 
   Способы математического и физического моделирования. Теория подобия.
   
2. 
   Этапы математического моделирования.
   
3. 
   Классификация моделей и уравнений, описывающих объект управления.
   
4. 
   Экспериментальные методы математического моделирования. Метод наименьших квадратов.
   
5. 
   Оптимальное планирование эксперимента. Полный факторный эксперимент.
   
6. 
   Проверка адекватности математической модели.
   
7. 
   Составление уравнений материального и теплового баланса для объектов химической технологии.
   
8. 
   Моделирование теплообменной аппаратуры. Теплообменник типа «труба в трубе». Моделирование теплообменника типа «смещение- смещение».
   
9. 
   Моделирования трубчатой печи.
   
10. 
    Построение моделей гидравлических систем.
    
11. 
    Моделирование кинетики химических реакций.
    
12. 
    Моделирование химических реакторов.
    
13. 
    Моделирование тарельчатой ректификационной колонны.
    
14. 
    Моделирование систем автоматического регулирования.
    
15. 
    Моделирование типовых законов регулирования.
    

1. 
   Интегрированные системы автоматизации. Обеспечение ИСУП. Структура и функции ИСУП. Понятие открытой системы. Комплексная автоматизация производства.
   
2. 
   Массообменные процессы в химической технологии. Процесс абсорбции. Структурная схема процесса. Цель управления. Схема стабилизации процесса абсорбции.
   
3. 
   Программное, информационное, математическое обеспечение АСУТП.
   
4. 
   Процесс выпаривания. Выпарные установки. Структурная схема объекта управления. Цель регулирования. Схема стабилизации технологических величин выпарной установки.
   
5. 
   Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Регулирование состава кубового остатка с учетом изменения расхода исходной смеси.
   
6. 
   Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Схема каскадного регулирования процесса ректификации - целевой продукт - дистиллят.
   
7. 
   Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Схема каскадного регулирования процесса ректификации: целевой продукт - дистиллят.
   
8. 
   Процесс сушки. Цель управления. Процесс сушки в барабанной сушилке. Каскадная схема регулирования.
   
9. 
   Процесс сушки. Цель управления. Структурная схема барабанной сушки как объекта управления. Схема стабилизации процесса сушки в барабанной сушилке.
   
10. 
    Процесс сушки. Цель управления. Структурная схема сушилок с кипящим слоем. Схема регулирования процесса сушки.
    
11. 
    Процесс сушки. Цель управления. Структурная схема сушилок с кипящим слоем. Схема регулирования процесса сушки.
    
12. 
    Процесс экстракции. Структурная схема. Схема стабилизации процесса экстракции. Схема регулирования состава реагента с учетом изменения расхода и состава исходного сырья.
    
13. 
    Процесс экстракции. Цель управления. Структурная схема. Схема стабилизации процесса экстракции. Схема регулирования состава реагента с учетом изменения расхода и состава исходного сырья.
    
14. 
    Регулирование основных технологических параметров. Регулирование расхода. Регулирование соотношения расходов. Регулирование уровня.
    
15. 
    Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Схема регулирования процесса ректификации при динамических изменениях состава исходной смеси, при изменении состава дистиллята с учетом изменения состава исходной смеси.
    
16. 
    Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Схема регулирования процесса ректификации при колебаниях расхода исходной смеси.
    
17. 
    Конденсаторы. Цель управления. Структурная схема. Схема регулирования работы конденсаторов путем воздействия на расходы хладагента и конденсата.
    
18. 
    Процесс ректификации, структурная схема, цель регулирования. Схема регулирования состава дистиллята регулированием соотношения расходов дистиллята и исходной смеси и при одновременном изменении расхода и состава исходной смеси.
    
19. 
    Тепловые процессы в химической технологии. Структурная схема регулирования теплообменников смешения. Схема регулирования теплообменника смешения.
    
20. 
    Тепловые процессы в химической технологии. Схемы регулирования поверхностных теплообменников.
    
21. 
    Теплообменники с агрегатным состоянием среды. Схема регулирования работы теплообменника путем воздействия на расход греющего пара. Каскадная схема регулирования температуры продукта.
    
22. 
    Типовая функциональная структура АСУ ТП. Основная задача системы управления. Функции систем управления.
    
23. 
    Трубчатая печь. Структурная схема. Каскадная схема регулирования с регулятором соотношения “топливный газ - продукт”.
    
24. 
    Трубчатая печь. Структурная схема. Схема регулирования температуры продукта в печи с экстремальным регулятором, корректирующим соотношение “газ - воздух”
    
25. 
    Функции систем управления. Направления автоматизации. Уровни автоматизации. Стадии и этапы создания АСУТП.