Программа вступительного экзамена по направлению подготовки 09.06.01 – Информатика и вычислительная техника

Введение

1. Основные элементы и связи автоматизированных систем управления технологическими процессами.

2. Структура информационного обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами и производствами;

3. Имитационное моделирование функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами;

4. Методы защиты и резервирования информационного и программного обеспечения автоматизированных систем управления;

5. Методы и алгоритмы интеллектуализации решения прикладных задач при создании автоматизированных систем управления широкого назначения.

ЧАСТЬ 1. Автоматизация и роботизация вспомогательных операций при изготовлении деталей.

1.1. Автоматизация и роботизация подачи заготовок. Предельные режимы работы. Устройства подачи проволоки и ленты из бунта. Устройства подачи полос и заготовок при обработке металлов давлением. Устройства подачи прутка.

1.2. Устройства автоматизированной подачи заготовок из бункеров. Предельные режимы работы. Принцип работы магазинных загрузочных устройств. Обоснование предельных режимов работы отдельных элементов вертикальных питателей магазинного типа. Обоснование предельных режимов работы отдельных элементов горизонтальных питателей магазинного типа. Принцип действия и предельные режимы работы бункерных загрузочных устройств. Загрузочные устройства возвратно-поступательного движения. Предельные режимы работы бункерных загрузочных устройств с ползунами. Дисковые карманчиковые бункерные загрузочные устройства. Бункерные загрузочные устройства с крючками. Вибрационные загрузочные устройства. Применение роботов-манипуляторов при подаче заготовок. Обоснование рабочей зоны робота-манипулятора и расположения вспомогательного оборудования. Предельные режимы работы роботов-манипуляторов. Расчет схватов. Модульный метод разработки производственных роботов-манипуляторов.

1.3. Подающие устройства узлов и деталей. Предельные режимы работы. Поворотные столы. Шаговые конвейеры. Предельные режимы движения манипуляторов при торможении их демпферами.

Часть 2. Автоматизация и роботизация процессов сборки изделий

2.1. Конструкторская и технологическая подготовка изделий к автоматизированной сборке. (Самостоятельно по специальной литературе). Требования к созданию конструкций машин и механизмов. Выбор способов базирования узлов и деталей при сборке. Унификация и нормализация деталей. Обоснование технологических и конструктивных требований к форме узлов и деталей при автоматизации сборки. Достижимая точность совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей. Матричный метод определения взаимного расположения сопрягаемых поверхностей в сборочном оборудовании. Наладка сборочного оборудования. Геометрические условия собираемости узлов и деталей.

2.2. Автоматизация и роботизация сборки. Теория автоматического совмещения. Методы пассивной адаптации при автоматизированной сборке.

Часть 3. Системы автоматического управления технологическим оборудованием

3.1. Обоснование режимов работы и построение циклограмм работы и управления автоматизированным оборудованием. Построение циклограммы работы и управление РТК. Построение циклограммы работы и управления робота-манипулятора.

3.2. Системы управления технологическим процессом. Классификация систем автоматического управления технологическим процессом. Классификация систем автоматического управления технологическим оборудованием. Системы управления с программоносителями и при помощи ЭВМ. Активные адаптивные системы управления работой и контролем технологических процессов. Система стабилизации (регулирования) режимов обработки заготовок. Способы построения АСУТП. Показатели эффективности обработки. Алгоритмы управления системами стабилизации режимов металлообработки.

Часть 4. Введение в автоматизацию проектирования

4.1. Значение и роль автоматизации проектирования для научно – технического прогресса. Системный подход к проектированию. Структура процесса проектирования. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других систем. Виды обеспечения САПР, их назначение и содержание.

Часть 5 Техническое содержание САПР

5.1. Этапы развития вычислительной техники. Требования к техническому обеспечению САПР. Структура ПЭВМ. Назначение частей. Функциональные характеристики. Технические средства машинной графики. Основные типы сетей на ЭВМ и их устройств. Периферийные устройства ЭВМ. Память ПЭВМ. Виды и устройства памяти. Дисковые накопители информации. Физическая и логическая структура дисков. Мониторы ПЭВМ. Структура экрана в текстовом и графическом режиме работы. Существующие стандарты на мониторы.

Часть 6. Математическое обеспечение САПР

6.1. Математическая модель. Методы. Алгоритмы. Эвристические методы. Классические методы. Машинно – ориентированные методы. Машинные методы. Машинно-аналитические методы. Методы построения математических моделей и их применение в САПР ИП. Графические, аналитические и численные методы построения математических моделей ИП. Задача идентификации. Сочетание аналитических методов с численными.

6.2. Вывод математических моделей в аналитическом виде на ЭВМ. Три условия, необходимые для автоматизации вывода математических моделей в аналитическом виде на ЭВМ. Процедура построения математической модели механической части на основе формализма Лагранжа. Последовательность действий при подготовке к составлению математической модели электрической части.

6.3. Упрощение и преобразование математических моделей на ЭВМ. Полные математические модели. Упрощенные математические модели. Редукция. Декомпозиция. Метод возмущения. Линеаризация. Метод конечных разностей. Метод конечных элементов. Математические основы машинной графики. Описание кривых и поверхностей в трехмерном пространстве. Математическое моделирование объемных тел. Машинная графика как подсистема САПР.

Часть 7. Лингвистическое обеспечение САПР

7.1. Естественный язык проектирования. Проблемно-ориентированные языки. Алгоритмические языки проектирования. Машинно-ориентированные языки. Машинные языки.

Часть 8. Программное обеспечение САПР

8.1. Базовое программное обеспечение. Общесистемное программное обеспечение. Прикладное программное обеспечение. Трансляторы, компиляторы, интерпретаторы, ассемблеры. Основные этапы разработки программных продуктов. Основные методы интеграции и тестирования программных продуктов.

Часть 9. Информационное обеспечение САПР

9.1. Банк данных. База данных. Система управления базами данных. Примеры известных СУБД. Сетевая модель данных. Реляционная модель данных. Иерархическая модель данных.

Часть 10. Оптимизация в САПР

10.1. Оптимизация без ограничений. Классические методы. Поисковые методы. Оптимизация при наличии ограничений. Ограничения в виде равенств неравенств. Множители Лагранжа.

Часть 11. Разработка САПР

11.1. Принципы разработки и стадии создания САПР. Рабочий проект. Его основные разделы. Типовое проектирование. Системотехнические проблемы построения систем автоматизированного проектирования. Оценка качества проектных решений. Понятие критериев. Требования предъявляемые к критериям, их реализации. Цепи оценки. Состав процедур оценки. Виды и базы оценок. Экспертные методы.

Основная литература

1. Волкевич Л.И. и др. Комплексная автоматизация производства. – М.Машиностроение,1983.

2. Гаврилов А.Н. и др. Автоматизация производственных процессов в приборо- и агрегатостроении. – М.Высш.шк.1968.

3. Корсаков В.С. Автоматизация производственных процессов : Учебник. – М. Высш.шк.,1978. – 396 с.

4. Основы автоматизации производственных процессов. / Под ред. Ю.М.Соломенццева. – М. Высш.шк.,1994. – 340 с.

5. Лебедовский М.С., Федоров А.И. Автоматизация в промышленности./Справочная книга. – Л. Лениздат,1976,256 с.

6. Житников Ю.З. Автоматизация сборки резьбовых соединений : Учебное пособие. Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями. – Ковров: КГТА, 1996.-132 с.

7. Житников Ю.З., Симаков А.Л. Автоматизация сборки изделий с резьбовыми соединениями : Учебн. Пособие. Обоснование условий и требований к уплотнениям при автоматизированной сборке изделий с резьбовыми соединениями с установкой уплотнений. – Ковров: КГТА,1997. -156 с.

8. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебн. Для вузов.-М. Изд-во МГТУ им.Н.Э. Баумана,2000. – 360с.

9. Системы автоматизированного проектирования: Учебн. Пособие для втузов: В 9 кн./ Под ред. И.П.Норенкова. – М. Высш.шк.,1986.

10. Разработка САПР. В 20 кн./ Под ред.А.В.Петрова. – М. Высш.шк..1990.

11. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления: Учебн. Для вузов.-М.:Высш.шк.,1991.