Противоположности

1. Система с характеристическим уравнением 2s⁴+3s³+5s+1=0

1) устойчива

2) неустойчива

1

Противоречивости

1. Связь между инерционностью системы и нулями передаточной функции

1) существует

2) отсутствует

1

Однородности

1. Основное влияние на длительность переходного процесса в системе оказывает участок ЛАЧХ

1) низкочастотный

2) среднечастотный

3) высокочастотный

2

Градуированности

1. Если все корни характеристического уравнения нелинейной системы, соответствующего её линейной модели первого приближения находятся в левой полуплоскости, то невозмущенное движение этой системы «в большом»

1) устойчиво

2) на границе устойчивости

3) неустойчиво

1

Сочетания цепочкой

1. В «расширенный объект управления» входят устройства

1) наблюдающие и сравнивающие

2) сравнивающие и исполнительные

3) исполнительные и измерительные

3

Сочетания с добавлением

1. По АФЧХ разомкнутой системы, используя критерий Найквиста, можно судить об устойчивости систем

1) замкнутых с отрицательной обратной связью

2) замкнутых с положительной обратной связью

1

Сочетания разных понятий

1. К задачам регулирования относятся задачи

1) реконфигурации связей и стабилизации

2) слежения и финитного управления

3) переалгоритмизации и финитного управления

2

Кумуляции

1. Свойства САР при замене в ней П-регулятора ПИ-регулятором изменятся следующим образом

1) снижается статическая ошибка

2) снижается статическая ошибка и ухудшается устойчивость

3) снижается статическая ошибка, ухудшается устойчивость и повышается быстродействие

2

Удвоенного противопоставления

1. При замене в СР П-регулятора ПИД-регулятором могут быть достигнуты следующие эффекты

1) снижение статической ошибки и снижение быстродействия системы

2) повышение статической ошибки и снижение быстродействия системы

3) снижение статической ошибки и повышение быстродействия системы

4) повышение статической ошибки и повышение быстродействия системы

3

Фасетности

1. При управлении{лифтом в жилом доме/ракетой класса «воздух-воздух»/манипулятором для установки заготовок в токарный станок} реализуются задачи

1) Программного управления

2) терминального управления

3) финитного управления

4) слежения

1. 3,1,4

Импликации

1. Если система не удовлетворяет условию абсолютной устойчивости, то она «в малом»

1) может быть устойчива

2) не может быть устойчива

1

Задания (два) с выбором наиболее правильного ответа

Инструкция: обвести кружком номер наиболее правильного ответа

1. В дискретных системах

1) все переменные квантованы по уровню или по времени

2) минимум одна переменная квантована по уровню и по времени

3) минимум одна переменная квантована по уровню или по времени

2.Передаточная функция линейной стационарной обыкновенной непрерывной системы с одним входом и одним выходом это

1) отношение выходного сигнала к входному

2) отношение выходного сигнала к входному при нулевых условиях

3) отношение изображения по Лапласу выходного сигнала к изображению по Лапласу входного сигнала

4) отношение изображения по Лапласу выходного сигнала к изображению по Лапласу входного сигнала при нулевых начальных условиях

1. 3

2. 4

Задания (два)с выбором нескольких правильных ответов

Инструкция: обвести кружочком номера всех правильных ответов

1 К задачам регулирования относятся

1) параметрическая перенастройка

2) переалгоритмизация

3) слежение

4) реконфигурация

5) программное управление

6) структурных связей

7) стабилизация

8) терминальное управление

9) финитное управление

10) экстремальное управление

2 Типовые задачи регулирования это

1) программное управление

2) адаптивное управление

3) цифровое управление

4) стабилизация

5) терминальное управление

6) автоматическое управление

7) финитное управление

8) экстремальное управление

1.3,5,8,9

2. 2,3,6

Система оценивания заданий с выбором представлена в таблице 11.

Таблица 11 - Система оценивания

Задания с выбором одного правильного ответа
1. Правильный ответ - 1 балл, неправильный ответ - 0 баллов.
Задания с выбором наиболее правильного ответа
1. Правильный ответ - 1 балл, неправильный ответ - 0 баллов.
Задания с выбором нескольких правильных ответов
1. Правильный ответ - 3 балла, 1 ошибка - 2 балла, 2 ошибки - 1 балл, 3 и более ошибок - 0 баллов.

2.4.2 Разработка заданий с дополнением

Рассмотрим задания с кратким ответом и задания со свободно конструируемым ответом.

Задания с кратким ответом

Примеры заданий с кратким ответом представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Задания с кратким ответом

Название принципа	Текст задания	Эталон ответа
Задания с кратким ответом. Инструкция: дополните предложения.
Логическая определенность содержания задания	Передаточная функция - это отношение выходного сигнала к ________ сигналу.	входному
Вариативность (фасетность) содержания задания	1. Система, в которой управление объектом реализуется с помощью {только технических устройств/технических устройств и человека/только человека}, называется _____________________.	1. Автоматической/ Автоматизированной/ Ручной
Обратимость содержания задания	1. Декадой называется диапазон частот от какой-либо произвольной частоты до ее _________________ значения. Обратное утверждение: 2. Диапазон частот от какой-либо произвольной частоты до ее удесятеренного значения называется _____________.
Импликации «Если ... то».	1. Если звенья соединены последовательно, то после преобразования схемы передаточная функция равна _______________ этих звеньев.	произведению
Задания с кратким ответом (Текстовые задания) Инструкция: заполните все пропуски.
1. ЛСОН-система - это: ________ (1) - система, описываемая линейной математической моделью; ________ (2) - все коэффициенты математической модели константы; ________ (3) - в математической модели присутствуют только обыкновенные производные по времени; ________ (4) - внутренние и выходные переменные не квантованы ни по уровню, ни по времени.	2. Существуют алгебраические и частотные критерии устойчивости систем. Наиболее распространенными алгебраическими критериями являются критерий __________ (1) и критерий ___________ (2), а частотными - критерий _________ (3) и критерий _________ (4).	1. линейная, стационарная, обыкновенная, непрерывная 2. Гурвица, Рауса, Найквиста, Михайлова

Система оценивания заданий с выбором представлена в таблице 13.

Таблица 13 - Система оценивания

Задания с кратким ответом
1. Правильный ответ - 1 балл, неправильный ответ - 0 баллов.
Текстовые задания
1. Правильный ответ - 3 балл, 1 неправильный ответ - 2 балла, 2 неправильных ответа - 1 балл, 3 или 4 неправильных ответа - 0 баллов.

Задания со свободно конструируемым ответом

Задание 1. Инструкция: запишите все этапы решения.

Задание: определить устойчивость системы, имеющей в основной цепи звено с передаточной функцией , а в обратной связи - звено с передаточной функцией ? Обратная связь отрицательная.

Элементы ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла):

1) Записана эквивалентная передаточная функция соединения с обратной связью.

2) Приведено характеристическое уравнение системы.

3) Записан критерий Гурвица для частного случая.

4) Вывод об устойчивости системы.

Таблица 14 Система оценивания:

Указание к оцениванию	Балл
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен)	3
Решение включает 1-й, 3-й и 4-й из приведенных выше элементов	2
Решение неполное, включает 1-й и 2-й или 1-й и 4-й из приведенных выше элементов	1
Все элементы записаны неверно или записан правильно только один элемент (1-й, 3-й или 4-й)	0
Максимальный балл:	3

Задание 2. Инструкция: дайте наиболее полный ответ по всем пунктам задания.

Задание: оцените качество переходного процесса, изображенного на рисунке. Укажите алгоритмы нахождения показателей качества.

Рисунок 2 - Переходный процесс

Элементы ответа:

1) Определить время переходного процесса t_п.

2) Определить перерегулирование у.

3) Вычислить период колебаний Т.

4) Определить время первого согласования t.

5) Вычислить декремент затухания d.

Система оценивания представлена в таблице 15.

Таблица 15 - Система оценивания

	Минимальный ответ (0,6)	Раскрытый ответ (0,8)	Ответ, достойный образца (1)	Отметка
Полнота ответа	Указан способ нахождения	Указано числовое значение	Указан и способ нахождения, и числовое значение

Таблица 16

Алгоритм оценивания:	Баллы
Правильно указаны все показатели качества	3-5
Не указан 1 показатель качества	2,4-4
Не указано 2 показателя качества	1,8-3
Не указано 3 показателя качества	1,2-2
Не указано 4 или 5 показателей качества	0-1
Максимальный балл:	5

2.4.3 Разработка заданий на установление правильной последовательности

Задание на установление соответствия(парное соответствие), диагностирующее знание наименований, имен смысла названий, выражений для бланочного тестирования.

Инструкция: установите соответствие.

Задание: установите соответствие между характеристиками системы и их обозначениями.

Таблица 17

Характеристика		Обозначение
А) Переходная функция		1) w(t)
Б) Весовая функция		2) h(t)
В) Передаточная функция		3) x(t)
		4) W(t)
		5) 1(t)
А	Б	В

Критерии оценивания:

правильный ответ - 2 балла,

1 ошибка - 1 балл,

2 или 3 ошибки - 0 баллов.

Задание на установление соответствия(одному элементу левого списка соответствует несколько элементов правого), диагностирующее причинно-следственные или классификационные знания, тетрадное тестирование.

Инструкция: установите соответствие. Каждому элементу из левого списка соответствует несколько элементов из правого списка.

Задание: установите соответствие между видами показателей качества и показателями качества.

Таблица 17

Виды показателей качества	Показатели
1) Прямые	А) Степень устойчивости системы
2) Косвенные	Б) Перерегулирование
	В) Время переходного процесса
	Г) Степень колебательности
	Д) Декремент затухания
	Е) Период колебаний

Ответы: 1) 2)

Критерии оценивания:

правильны ответ - 4 балла,

1 ошибка - 3 балла,

2 ошибки - 2 балла,

3 ошибки - 1 балл,

4 и больше ошибок - 0 баллов.

Задание на установление соответствия матричного типа, диагностирующее ассоциативные знания, компьютерное тестирование.

Инструкция: установите соответствие. Каждому элементу первого списка соответствует один элемент второго списка, а каждому элементу из второго списка соответствует один элемент из третьего списка.

Задание: установите соответствие между видами показателей качества, показателями качества и их обозначениями.

Таблица 18

Виды показателей качества	Показатели	Обозначения
I) Прямые	А) Степень устойчивости системы	1) м(t)
II) Косвенные	Б) Перерегулирование	2) tпп
	В) Время переходного процесса	3) Т
	Г) Степень колебательности	4) h(t)
	Д) Декремент затухания	5) з
	Е) Период колебаний	6) T1c
		7) d
		8) y(?)
		9) у

Ответ: I) II)

А) Б) В) Г) Д) Е)

Задание на установление правильной последовательности, диагностирующее алгоритмические или процессуальные знания.

Инструкция: установите правильную последовательность, пронумировав последовательно высказывания.

Задание: укажите последовательность действий при оценке устойчивости системы по критерию Михайлова.

Алгоритм оценки устойчивости по критерию Михайлова:

? Построить на комплексной плоскости годограф Михайлова.

? Заменить s на jw.

? Получить характеристическое уравнение системы.

? Применить к годографу критерий Михайлова.

? Записать характеристический полином.

Критерии оценивания:

Правильный ответ - 2 балла,

неправильный ответ - 0 баллов.

Задание на установление правильной последовательности, проверяющее знание определений.

Инструкция: установите правильную последовательность слов в определении, пронумеровав слова в предложении.

Задание: дайте определение понятию «Передаточная функция».

Передаточная функция:

? Лапласово

? Выходной

? Изображение

? Нулевые

? Отношение

? Сигнал

? Изображение

? Лапласово

? Входной

? Начальные

? Сигнал

? Условия

Критерии оценивания:

правильный ответ - 1 балл,

неправильный ответ - 0 баллов.

2.4.4 Системы заданий в тестовой форме

Рассмотрим цепные задания, тематические задания, а также текстовые и ситуационные задания.

Цепные задания - это такая система заданий, в которых правильный ответ на последующее задание зависит от ответа на предыдущее. Основная причина возникновения такого свойства - зависимость заданий по содержанию.

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

Задание № 1. Тема «Алгебраические критерии устойчивости».

1.Способность системы возвращаться к состоянию установившегося равновесия после снятия возмущения, нарушившего это равновесие, называется __________.

2.Одним из алгебраических критериев этого понятия является критерий

1) Найквиста

2) Гурвица

3) Михайлова

3.Указанный критерий применим для систем

1) разомкнутых

2) замкнутых

3) разомкнутых и замкнутых

4.Для указанных систем необходимо вычислить

1) характеристическое уравнение

2) передаточную функцию

3) весовую функцию

5.Если хотя бы один коэффициент в полученном выражении для системы второго порядка равен нулю, то система

1) устойчива

2) на границе устойчивости

3) неустойчива

Тематические задания - это совокупность заданий любой формы, созданная для контроля знаний по одной изученной теме.

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

Задание № 1. Тема «Устойчивость ЛСОН-систем».

1.Устойчивость системы рассматривается как устойчивость ее ___________ или устойчивость протекающих в ней ___________.

2.Понятие устойчивости «в малом» было введено

1) А. Гурвиц4) Э. Дж. Раус

2) Г. Найквист5) А. М. Ляпунов

3) А. В. Михайлов6) В. А. Котельников

3.Если после снятия сколь угодно больших возмущений система возвращается к исходному состоянию, то считают, что она устойчива «_____________».

4.Если все корни характеристического уравнения ЛСОН-системы имеют отрицательные вещественные корни, то система устойчива

1) «в малом»

2) «в большом»

3) «в целом»

5.Если после исчезновения возмущения система точно возвращается в начальное состояние, то она устойчива ___________.

Текстовые задания представляют собой совокупность заданий, созданных для контроля знаний конкретного учебного текста, обычно, при изучении иностранных языков. Ниже представлен пример текста и задания, составленные на его основе.

«Любой объект управления многорежимный. ОУ может быть неподвижным и подвижным (мобильным). Кроме того, ОУ может иметь параметры сосредоточенно расположенные и значительно распределенные в пространстве. Во втором случае следует это учитывать при решении вопросов управления. Распределенные объекты часто требуют для своего описания уравнений в частных производных. ОУ довольно часто относятся к классу объектов с так называемым чистым запаздыванием, которое тоже необходимо учитывать.»

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

Задание № 3. Тема «Описание ОУ».

1.Любой объект управления _________________.

2.ОУ может быть _____________ и _____________ (мобильным).

3.ОУ может иметь параметры ________________ расположенные и значительно _______________ в пространстве.

4.Уравнений в частных производных требуют объекты

1) распределенные

2) сосредоточенные

5.ОУ часто относятся к классу объектов с __________ запаздыванием

Ситуационные задания (кейс-измерители) - совокупность ситуационных моделей - включает проблемные задачи, предлагающие студенту осмыслить реальную жизненную ситуацию, описание которой не только отражает какую-либо практическую проблему, но и актуализирует определенный комплекс профессиональных знаний, необходимых для разрешения данной проблемы.

Инструкция: Вашему вниманию предлагаются задания для проверки навыков исследования ЛСОН-систем. Внимательно ознакомьтесь с описанием ситуации. В заданиях может оказаться несколько правильных ответов. Не забудьте обвести кружком номера всех правильных ответов. В остальных заданиях дополняйте пропущенное слово или знак, устанавливайте соответствие и правильную последовательность.

Задание № 1. ЛСОН система имеет следующую структуру. Масштабное звено с коэффициентом k₁=2 соединено параллельно с устойчивым апериодическим звеном первого порядка (k₂=1 и Т₂=0,5). Далее в цепи расположено идеальное интегрирующее звено с отрицательной единичной местной обратной связью. Общая обратная связь также отрицательная, в нее включены последовательно устойчивое апериодическое звено второго порядка (k₃=4 и Т₃=0,05; Т₄=0,4) и устойчивое колебательное звено второго порядка (k₄=11 и Т₅=0,2; d=2).

1. Представьте операторно-структурную схему описанной системы. (2 балла)

2. Запишите передаточные уравнения в общем виде всех типовых звеньев, примененных в системе. (3 балла)

3. Описанная система является

1) замкнутой

2) разомкнутой(1 балл)

4. Опишите принципы преобразования операторно-структурных схем. (2 балла)

5. Устойчивость заданной системы можно определить с помощью критериев

1) L Faxun3) Найквиста

2) Гурвица4) Харитонова (2 балла)

6. Используя любые два критерия устойчивости, оцените устойчивость заданной системы. (5 баллов)

7. Указанная система имеет порядок

1) второй

2) третий

3) четвертый

4) пятый (1 балл)

8. Охарактеризуйте переходный процесс в заданной системе. (3 балла)

9. Запишите АЧХ и ФЧХ для заданной системы. (2 балла)

10. Постройте аппроксимированную ЛАЧХ для заданной системы. (4 балла)

11. Корни характеристического уравнения лежат

1) в левой полуплоскости3) в правой полуплоскости

2) на вещественной оси 4) на всей комплексной плоскости (1 балл)

Кроме правильных ответов, к ситуациям требуется дать обоснования правильных ответов, что позволяет студентам формировать аргументированные знания.

Инструкция: Вашему вниманию предлагаются задания для проверки навыков анализа систем. Внимательно ознакомьтесь с описанием ситуации. Запишите наиболее полные ответы по всем пунктам.

Задание № 2. На рисунке 3 приведена схема потенциометрической следящей системы, где обозначено: П1-потенциометр датчик; П2-потенциометр приемник; УПТ-усилитель постоянного тока; Д-двигатель постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением; ОР-объект регулирования; в-входной сигнал; Ь-выходной сигнал.

Рис. 3

Выполните анализ системы, руководствуясь следующими указаниями.

1. Поясните принцип действия представленной на рисунке схемы следящей системы.

2. Рассчитайте зависимость выходного напряжения потенциометрического моста Uд от рассогласования д= в - Ь, если R1=R2=1000Om, напряжение питания моста 110В, а рассогласование д изменяется от -10мм до 10мм, активная длина каждого потенциометра 50мм. Значение входного сопротивления усилителя порядка 10кОм.

3. Оцените влияния обратной связи по скорости на показатели рассматриваемая следящей системы, используя метод логарифмических частотных характеристик.

4. Выполните сравнительный анализ различных способов управления исполнительных двигателей постоянного тока с электромагнитным возбуждением, используя уравнения механической характеристики. Критерий сравнительной оценки выбрать самостоятельно.

5. Приведите обобщенную модель электрической машины, пользуясь которой составить уравнения равновесия двигателя данного типа для динамического и статического режимов работы. Выполните качественный анализ механических переходных процессов в системе, если момент нагрузки зависит от частоты вращения, т.е. Mн=Cї.

6. Проведите оценку влияния параметров системы на ее устойчивость, пользуясь критерием Гурвица.

7. Проведите выбор и расчет элементов следящей системы, если момент нагрузки.

8. Мн=10-1 Нм, їH=10 1/с, ен=20 1/с2 , дСТ=4м.

9. Определите, к каким изменениям в системе приведет замена двигателя постоянного тока на исполнительный двухфазный асинхронный двигатель.

Критерии оценивания:

раскрытый ответ по всем пунктам задания - 4 балла.

В ответе отражены все пункты задания, но полнота ответа составляет от 60 до 90 % - 3 балла.

Не указан ответ на 1-3 пункта - 2 балла.

Полнота ответа менее 60 %, раскрыты все пункты - 1 балл.

Полнота ответа менее 60 %, раскрыто менее 8 пунктов - 0 баллов.

Заключение

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был выполнена анализ нормативных документов, изучены ФГОС ВПО, учебный план направления подготовки 220400 «Автоматизация и управление» и рабочая программа дисциплины «Математические основы теории систем».

Проведен комплексный анализ учебного пособия «Сборник тестовых задач по теории управления» авторов А.М. Малышенко и О.С. Вадутова. По результатам анализа были разработаны дополнительные элементы дидактического аппарата, такие как блоки цели и мотивации, дополнительной и пояснительной информации, материалы для углубленного изучения и генезис знания. Кроме того, были разработаны задания в тестовой форме, отличающиеся по форме и содержанию от заданий, представленных в учебном пособии.

При разработке заданий в тестовой форме были изучены принципы и особенности построения заданий такой формы, так как правильное построение заданий в тестовой форме является гарантом эффективности такого метода контроля знаний и объективности оценки.

На основании разработанных материалов был создан авторский блог, вобравший в себя не только банк заданий в тестовой форме, но и интерактивные блоки дополнительной информации.

Важно отметить, что дальнейшее расширение объема тестовых заданий и переход к электронным образовательным ресурсам может обеспечить лучшее восприятие студентами материалов дисциплины «Теория автоматического управления», повысить заинтересованность студентов в обучении и способствовать повышению уровня профессиональных знаний студентов.

Список используемых источников

1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах», уровень подготовки бакалавр.

2. Основная образовательная программа по направлению подготовки 220400 «Управление в технических системах», уровень подготовки бакалавр.

3. Рабочая программа дисциплины «Математические основы теории систем».

4. Лебедев О.Е. Компетентностный подход в образовании. // Школьные технологии. - 2004. - № 5. - С.3-1.

5. Малышенко А.М., Вадутов О.С. Сборник тестовых задач по теории автоматического управления: учебное пособие. - Томский политехнический университет. - 2-е изд., перераб. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 366с.

6. Самостоятельная работа студентов.

7. Электронные образовательные ресурсы нового поколения в вопросах и ответах.

8. Беспалько В.П. Теория учебника: Дидактический аспект. -- М.: Педагогика, 1988. -- 160с.

9. Пьер-Симон Лаплас.

10. Гарри Найквист.

11. Борис Николаевич Петров.

12. Гермоген Сергеевич Поспелов.

13. Динамические звенья. Временные характеристики. Учеб. пособие / А.В. Беспалов, Н.И. Харитонов, С.Е. Золотухин, Л.Н. Финякин, А.С. Садиленко, В.Н. Грунский; РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2001. 80 с.

14. Типовые динамические звенья.

15. Типовые динамические звенья. Единичная функция. Дельта-функция. Типовые реакции систем.

16. Библиотека по теории автоматического управления.

17. Реализация типовых динамических звеньев ТАУ.

18. Цели и задачи учебных блогов.

дидактический пособие тестовый управление

Приложение А

Анализ занятия (самоанализ)

Дата проведения 08.12.2014

Дисциплина Теория автоматического управления

Группа 8Е21

Преподаватель Светлякова Е. В.

Тема. Алгебраические критерии устойчивости САУ

1. Оценка цели занятия.

Цель сформулирована точно, четко и лаконично. Цель является достижимой и реальной, в рамках изучения указанной дисциплины является целесообразной. Перед началом занятия студентам были объявлены цель и пан занятия.

2.Подготовленность занятия.

Для проведения занятия были необходимы сборники задач, которые были предоставлены каждому студенту. Также была необходимость в конспекте лекций, который отсутствовал у 30% группы ввиду отсутствия указанных студентов на лекционном занятии.

3. Оценка содержания.

Объем материала, предложенного к изучению оптимален, имеет высокую актуальность в рамках дисциплины. На решение проблемных задач с уровнем сложности выше среднего понадобилось некоторое время, но материал был успешно освоен подавляющим большинством студентов, что свидетельствует о доступности и посильности материалов занятия.

4. Оценка эффективности способов деятельности преподавателя и студентов.

В ходе занятия были использованы методы репродуктивного диалога, иллюстративный метод и упражнения. Следовательно, студенты в ходе занятия самостоятельно решали задачи, после чего проводилась фронтальная проверка результатов решения.

Время занятия рационально распределено между двумя темами (до и после пятиминутного перерыва), а темп работы позволял каждому студенту принимать участие в обсуждении заданий.

5. Оценка основных характеристик студентов на занятии.

Заинтересованность студентов в материалах занятия не очень высока, также группа отличается невысоким уровнем познавательной активности и самостоятельности. Групповые формы занятия не были использованы.

6. Реализация психологических основ обучения.

В ходе занятия со студентами велся диалог, направленный на повышение уровня доверия к преподавателю, во время работы к студентам были обращены вопросы не только из области теории управления, но также из области математики и физики для развития ассоциативного мышления.

7. Оценка основных личностных качеств преподавателя.

Знание предмета у преподавателя высоко оценено научным руководителем (профессор Малышенко А.М.), преподаватель держался уверенно, постоянно привлекая внимание студентов вопросами. Речь преподавателя поставлена грамотно, не вызывала затруднений в понимании у студентов.

8. Оценка результатов занятий.

Проведенное занятие имеет ключевое значение в курсе «Теория автоматического управления», так как является одной из важнейших тем дисциплины. Внимание студентов в ходе выполнения заданий обращалось на значительные детали, актуальные в их будущей профессиональной деятельности. Необходимо отметить индивидуальную работу со студентами: в завершении занятия были проработаны вопросы с заинтересованными студентами в индивидуальном порядке.

Анализ занятия провела Светлякова Е. В.

Подпись __________

Приложение Б

Скриншоты блога

Рисунок 2 - Вкладка «Нормативные документы»

Рисунок 4 - Вкладка «Генезис знаний»

Рисунок 5 - Вкладка «Пояснительные и дополнительные материалы»



Рисунок 6 - Вкладка «Глава 3»

Рисунок 7 - Задания к Главе 3

Рисунок 8 - Просмотр результатов решения ЗТФ к Главе 3

Приложение В

Задания в тестовой форме

1 Типовые задачи и принципы управления. Классификация САУ

1. При отсутствии текущей информации о возмущающих воздействиях на объект управления, реализовать принцип управления по отклонению

1) можно

2) нельзя

2. Чувствительность САУ при использовании алгоритмов

1) повышается

2) сохраняется

3) понижается

3. В «расширенный объект управления» входят устройства

1) наблюдающие и сравнивающие

2) сравнивающие и исполнительные

3) исполнительные и измерительные

4. К задачам регулирования относятся задачи

1) реконфигурации связей и стабилизации

2) слежения и финитного управления

3) переалгоритмизации и финитного управления

5. К типовым задачам управления относятся следующие управления

1) программное и экстремальное

2) цифровое и финитное

3) адаптивное и автоматическое

6. Для реализации регулирования по отклонению необходима информация

1) о регулируемых переменных

2) о регулируемых переменных и внешних воздействиях

7. При управлении {лифтом в жилом доме/ракетой класса «воздух-воздух»/манипулятором для установки заготовок в токарный станок} реализуются задачи

1) программного управления

2) терминального управления

3) финитного управления

4) слежения

8. К задачам регулирования относятся

1) параметрическая перенастройка

2) переалгоритмизация

3) слежение

4) реконфигурация

5) программное управление

6) структурных связей

7) стабилизация

8) терминальное управление

9) финитное управление

10) экстремальное управление

9. Типовые задачи регулирования это

1) программное управление

2) адаптивное управление

3) цифровое управление

4) стабилизация

5) терминальное управление

6) автоматическое управление

7) финитное управление

8) экстремальное управление

10. Система, в которой управление объектом реализуется с помощью {только технических устройств/технических устройств и человека/только человека}, называется _____________________.

11. Объекты, {одномерные по входу и выходу, многомерные по входу и выходу}, называются ____________.

12. ЛСОН-система - это:

______ (1) - система, описываемая линейной математической моделью;

______ (2) - все коэффициенты математической модели константы;

______ (3) - в математической модели присутствуют только обыкновенные производные по времени;

______ (4) - внутренние и выходные переменные не квантованы ни по уровню, ни по времени.

13. Любой объект управления многорежимный. ОУ может быть неподвижным и подвижным (мобильным). Кроме того, ОУ может иметь параметры сосредоточенно расположенные и значительно распределенные в пространстве. Во втором случае следует это учитывать при решении вопросов управления. Распределенные объекты часто требуют для своего описания уравнений в частных производных. ОУ довольно часто относятся к классу объектов с так называемым чистым запаздыванием, которое тоже необходимо учитывать.

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

1.Любой объект управления _________________.

2.ОУ может быть _____________ и _____________ (мобильным).

3.ОУ может иметь параметры ________________ расположенные и значительно _______________ в пространстве.

4.Уравнений в частных производных требуют объекты

1) распределенные

2) сосредоточенные

5.ОУ часто относятся к классу объектов с __________ запаздыванием.

3 Типовые характеристики динамических свойств линейных непрерывных объектов и систем автоматического управления

1. Инструкция: установите соответствие.

Задание: установите соответствие между характеристиками системы и их обозначениями.

Таблица 1

Характеристика	Обозначение
А) Переходная функция	1) w(t)
Б) Весовая функция	2) h(t)
В) Передаточная функция	3) x(t)
	4) W(t)
	5) 1(t)

2. Звено с передаточной функцией называется

1) устойчивое апериодическое 1-го порядка

2) устойчивое апериодическое 2-го порядка

3. Инструкция: установите соответствие.

Задание. Установите соответствие между типовым звеном и дифференциальным уравнением.

Таблица 2

Звено		Уравнение
А) Масштабное		1)
Б) Идеально дифференцирующее		2)
В) Реальное дифференцирующее		3)
		4)
		5)
А	Б	В

4. Инструкция: дайте наиболее полный ответ по всем пунктам задания.

Задание: опишите характеристики реального дифференцирующего звена.

Элементы ответа:

1) Записано дифференциальное уравнение.

2) Записана передаточная функция.

3) Записана АЧХ.

4) Записана ФЧХ.

5) Указан вид переходной функции.

5. Передаточная функция линейной стационарной обыкновенной непрерывной системы с одним входом и одним выходом это

1) отношение выходного сигнала к входному

2) отношение выходного сигнала к входному при нулевых условиях

3) отношение изображения по Лапласу выходного сигнала к изображению по Лапласу входного сигнала

4) отношение изображения по Лапласу выходного сигнала к изображению по Лапласу входного сигнала при нулевых начальных условиях

6. Передаточная функция - это отношение выходного сигнала к ________ сигналу.

7. Инструкция: установите правильную последовательность слов в определении, пронумеровав слова в предложении.

Задание: дайте определение понятию «Передаточная функция».

Передаточная функция

? Лапласово

? Выходной

? Изображение

? Нулевые

? Отношение

? Сигнал

? Изображение

? Лапласово

? Входной

? Начальные

? Сигнал

? Условия

8. Передаточная функция системы зависит

1) от параметров входного сигнала

2) от структуры и параметров системы

3) от вида входного сигнала и структуры и параметров системы

9. Передаточная функция имеет вид , - выходной сигнал, - входной сигнал. Соответствующее дифференциальное уравнение имеет вид

1) 3)

2) 4)

10. Переходный процесс на выходе звена при подаче на его вход функции и нулевых начальных условиях называется __________ _________.

11. Переходная характеристика интегрирующего звена с передаточной функцией определяется выражением

1) 3)

2) 4) h(t)=Kt

12. Если передаточная функция системы - , то амплитудно-частотная характеристика САУ

1) 3)

2) 4)

13. Если передаточная функция системы - , то фазо-частотная характеристика САУ

1) 3)

2) 4)

14. ФЧХ апериодического звена имеет вид

Рис. 1

15. Модуль вещественной части корня, ближайшего к мнимой оси называется ____________ ____________.

16. Степень устойчивости системы с характеристическим уравнением равна

1) -23) 0,6

2) 6 4) 1/2

17. ФЧХ форсирующего звена имеет вид

Рис. 2

18. ФЧХ колебательного звена имеет вид

Рис. 3

19. ФЧХ интегрирующего звена имеет вид



Рис. 4

4 Операторно-структурные схемы и графы линейных непрерывных САУ

1. Если звенья соединены последовательно, то после преобразования схемы передаточная функция равна _______________ этих звеньев.

2. При последовательном соединении звеньев с передаточными функциями эквивалентная передаточная функция

1) 3)

2) 4)

3. При параллельном соединении звеньев с передаточными функциями эквивалентная передаточная функция

1) 3)

2) 4)

4. Если - передаточная функция разомкнутой системы, то передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию

1) 3)

2) 4)

5. Эквивалентная передаточная функция соединения

1)

2)

3)

4)



Рис. 5

6. Эквивалентная передаточная функция соединения

1)

2)

3)

4)

Рис. 6

7. Эквивалентная передаточная функция соединения

1)

2)

3)

4)

Рис. 7

8. Характеристическое уравнение системы имеет вид

1)

2)

3)

4)

Рис. 8

5 Фундаментальные свойства объектов и систем автоматического управления

1. Связь между инерционностью системы и нулями передаточной функции

1) существует

2) отсутствует

2. Если снизить индекс управляемости объекта управления, то можно добиться повышения

1) быстродействия и точности

2) точности и устойчивости

6 Устойчивость линейных непрерывных САУ

1. Система с характеристическим уравнением 2s⁴+3s³+5s+1=0

1) устойчива

2) неустойчива

2. Если все корни характеристического уравнения нелинейной системы, соответствующего её линейной модели первого приближения находятся в левой полуплоскости, то невозмущенное движение этой системы «в большом»

1) устойчиво

2) на границе устойчивости

3) неустойчиво

3. По АФЧХ разомкнутой системы, используя критерий Найквиста, можно судить об устойчивости систем

1) замкнутых с отрицательной обратной связью

2) замкнутых с положительной обратной связью

4. Если система не удовлетворяет условию абсолютной устойчивости, то она «в малом»

1) может быть устойчива

2) не может быть устойчива

5. Существуют алгебраические и частотные критерии устойчивости систем. Наиболее распространенными алгебраическими критериями являются критерий __________ (1) и критерий ___________ (2), а частотными - критерий _________ (3) и критерий _________ (4).

6. Инструкция: запишите все этапы решения.

Задание: определить устойчивость системы, имеющей в основной цепи звено с передаточной функцией , а в обратной связи - звено с передаточной функцией ? Обратная связь отрицательная.

Элементы ответа:

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

1) Записана эквивалентная передаточная функция соединения с обратной связью.

2) Приведено характеристическое уравнение системы

3) Записан критерий Гурвица для частного случая

4) Вывод об устойчивости системы

Таблица 3 Система оценивания:

Указание к оцениванию	Балл
Решение правильное и полное, включающее все приведенные выше элементы (рисунок не обязателен)	3
Решение включает 1-й, 3-й и 4-й из приведенных выше элементов	2
Решение неполное, включает 1-й и 2-й или 1-й и 4-й из приведенных выше элементов	1
Все элементы записаны неверно или записан правильно только один элемент (1-й, 3-й или 4-й)	0
Максимальный балл:	3

7. Инструкция: установите правильную последовательность, пронумировав последовательно высказывания.

Задание: укажите последовательность действий при оценке устойчивости системы по критерию Михайлова.

Алгоритм оценки устойчивости по критерию Михайлова

? Построить на комплексной плоскости годограф Михайлова.

? Заменить s на jw.

? Получить характеристическое уравнение системы.

? Применить к годографу критерий Михайлова.

? Записать характеристический полином.

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

8. Тема «Алгебраические критерии устойчивости».

1.Способность системы возвращаться к состоянию установившегося равновесия после снятия возмущения, нарушившего это равновесие, называется __________.

2.Одним из алгебраических критериев этого понятия является критерий

1) Найквиста

2) Гурвица

3) Михайлова

3.Указанный критерий применим для систем

1) разомкнутых

2) замкнутых

3) разомкнутых и замкнутых

4.Для указанных систем необходимо вычислить

1) характеристическое уравнение

2) передаточную функцию

3) весовую функцию

5.Если хотя бы один коэффициент в полученном выражении для системы второго порядка равен нулю, то система

1) устойчива

2) на границе устойчивости

3) неустойчива

Дописать или, где надо, обвести кружком номер правильного ответа.

9. Тема «Устойчивость ЛСОН-систем».

1.Устойчивость системы рассматривается как устойчивость ее ___________ или устойчивость протекающих в ней ___________.

2.Понятие устойчивости «в малом» было введено

1) А. Гурвиц 4) Э. Дж. Раус

2) Г. Найквист 5) А.М. Ляпунов

3) А.В. Михайлов 6) В.А. Котельников

3.Если после снятия сколь угодно больших возмущений система возвращается к исходному состоянию, то считают, что она устойчива «_____________».

4.Если все корни характеристического уравнения ЛСОН-системы имеют отрицательные вещественные корни, то система устойчива

1) «в малом»

2) «в большом»

3) «в целом»

5.Если после исчезновения возмущения система точно возвращается в начальное состояние, то она устойчива ___________.

10. Инструкция: запишите все этапы решения.

Задание: Определить устойчивость системы, имеющей в основной цепи звено с передаточной функцией , а в обратной связи - звено с передаточной функцией ? Обратная связь отрицательная.

Элементы ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла):

1) Записана эквивалентная передаточная функция соединения с обратной связью.

2) Приведено характеристическое уравнение системы.

3) Записан критерий Гурвица для частного случая.

4) Вывод об устойчивости системы.

11. Объекты управления делятся на устойчивые, нейтральные и неустойчивые в зависимости от

1) их поведения при возникновении возмущений

2) вида входного сигнала

3) их поведения после прекращения действия возмущения

4) вида их реакции на входной сигнал

12. Корни характеристического уравнения устойчивой системы удовлетворяют условию

1) 3)

2) 4)

13. Укажите набор корней характеристического уравнения, соответствующий устойчивой системе

1)

2)

3)

4)

14. Система с характеристическим уравнением

1) устойчива

2) неустойчива

15. Определитель Гурвица для системы с характеристическим уравнением имеет вид

1) 3)

2) 4)

16. Система с характеристическим уравнением

1) устойчива

2) неустойчива

17. Определитель Гурвица для системы с характеристическим уравнением

1) 3)

2) 4)

18. Первый диагональный минор определителя Гурвица для системы с характеристическим уравнением имеет вид

1) 3)

2) 4)

19. Система с характеристическим уравнением

1) устойчива

2) неустойчива

20. Критерий Гурвица - условие устойчивости

1) необходимое и достаточное

2) необходимое

3) достаточное

21. Определитель Гурвица для системы с характеристическим уравнением

1) 3)

2) 4)

22. В критерии Михайлова угол поворота вектора , определяющего годограф Михайлова, при изменении в пределах составляет

1) 3)

2) 4)

23. В критерии Михайлова угол поворота вектора , определяющего годограф Михайлова, при изменении в пределах составляет

1) 3)

2) 4)

8 Переходные процессы в линейных непрерывных САУ

1. Инструкция: дайте наиболее полный ответ по всем пунктам задания.

Задание: оцените качество переходного процесса, изображенного на рисунке. Укажите алгоритмы нахождения показателей качества.

Рисунок 9 - Переходный процесс

Элементы ответа:

1) Определить время переходного процесса t_п.

2) Определить перерегулирование у.

3) Вычислить период колебаний Т.

4) Определить время первого согласования t.

5) Вычислить декремент затухания d.

Система оценивания представлена в таблице.

Таблица 4

	Минимальный ответ (0,6)	Раскрытый ответ (0,8)	Ответ, достойный образца (1)	Отметка
Полнота ответа	Указан способ нахождения	Указано числовое значение	Указан и способ нахождения, и числовое значение

Таблица 5

Алгоритм оценивания:	Баллы
Правильно указаны все показатели качества	3-5
Не указан 1 показатель качества	2,4-4
Не указано 2 показателя качества	1,8-3
Не указано 3 показателя качества	1,2-2
Не указано 4 или 5 показателей качества	0-1
Максимальный балл:	5

2. Инструкция: установите соответствие. Каждому элементу из левого списка соответствует несколько элементов из правого списка.

Задание: установите соответствие между видами показателей качества и показателями качества.

Таблица 6

Виды показателей качества		Показатели
1) Прямые		А) Степень устойчивости системы
2) Косвенные		Б) Перерегулирование
		В) Время переходного процесса
		Г) Степень колебательности
		Д) Декремент затухания
		Е) Период колебаний

Ответы: 1) 2)

3. Инструкция: установите соответствие. Каждому элементу первого списка соответствует один элемент второго списка, а каждому элементу из второго списка соответствует один элемент из третьего списка.

Задание: установите соответствие между видами показателей качества, показателями качества и их обозначениями.

Таблица 7

Виды показателей качества	Показатели	Обозначения
I) Прямые	А) Степень устойчивости системы	1) м(t)
II) Косвенные	Б) Перерегулирование	2) tпп
	В) Время переходного процесса	3) Т
	Г) Степень колебательности	4) h(t)
	Д) Декремент затухания	5) з
	Е) Период колебаний	6) T1c
		7) d
		8) y(?)
		9) у

Ответ: I) II)

А) Б) В) Г) Д) Е)

4. Время, за которое величина у впервые достигнет y(?)называется время

1) первого согласования

2) переходного процесса

5. Интервал времени, после которого изменяемая величина y уже не будет выходить из 5% зоны относительно y(?), называется ___________ ___________ _____________. ((время переходного процесса))

10 Синтез систем автоматического управления по их линейным моделям

1. Основное влияние на длительность переходного процесса в системе оказывает участок ЛАЧХ

1) низкочастотный

2) среднечастотный

3) высокочастотный

2. Декадой называется диапазон частот от какой-либо произвольной частоты до ее _________________ значения.

Обратное утверждение:

3. Диапазон частот от какой-либо произвольной частоты до ее удесятиренного значения называется _____________.

4. Асимптотическая ЛАЧХ звена с передаточной функцией () имеет вид

Рис. 10

5. Асимптотическая ЛАЧХ звена с передаточной функцией () имеет вид

Рис. 11

6. Асимптотическая ЛАЧХ звена с передаточной функцией () имеет вид

Рис. 12

7. Асимптотическая ЛАЧХ звена с передаточной функцией () имеет вид

Рис. 13

8. Асимптотическая ЛАЧХ звена с передаточной функцией () имеет вид



Рис. 14

Размещено на Allbest.ru