ПРОГРАМА вступного іспиту третього (освітньо-наукового) рівня вищої освіти для здобуття наукововго ступеня доктор філософіі

     В основу програми покладено такі вузівські  дисципліни: "Теорія автоматичного  керування". "Сучасна теорія управління". "Електроніка та мікросхемотехніка",  "Комп'ютерне моделювання процесів та систем", "Проектування комп'ютерно-інтегрованих систем", та інші. 

• 1. ТЕОРІЯ  АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА КЕРУВАННЯ

     Системи автоматичного регулювання (САР) та керування (САК). їх класифікація (замкнені та розімкнені, неперервні та дискретні, стаціонарні та нестаціонарні, лінійні та нелінійні, оптимальні, адаптивній т.п.).

     Системи із зосередженими і розподіленими параметрами. Способи математичного опису систем автоматичного керування та їх елементів. Лінеаризація. Характеристики "вхід-вихід": передаточні функції, частотні функції та характеристики, часові характеристики. Структурні схеми та їх перетворення. Типові ланки. Передаточні функції замкнених та розімкнених систем.

    Стійкість лінійних систем автоматичного регулювання. Постановка задачі стійкості. Критерії та області стійкості. Д-розбиття. Теореми Ляпунова. Критерії стійкості. Вплив запізнювання на стійкість.

    Якість процесів керування. Перехідні процеси в автоматичних системах. Застосування перетворень Лапласа до розв'язання рівнянь динаміки систем. Типові закони керування. Прямі методи дослідження. Показники якості регулювання при типових збуреннях. Вимушена складова похибки. Астатизм систем автоматичного керування та його визначення. Методи побудови процесів керування. Непрямі методи дослідження якості процесів керування, їх загальна характеристика. Частотні методи дослідження якості процесів керування. Інтегральні оцінки якості перехідних процесів. Основи розрахунку і налагодження автоматичних систем. Чутливість автоматичних систем. Поняття про чутливість. Чутливість різних структур автоматичних систем.

     Методи  розрахунку лінійних систем керування. Метод розширених АФХ. Метод МАЧХ. Застосування показника коливальності для розрахунку настроювання регуляторів. Орієнтований розрахунок настроювання регуляторів. Експериментальне налагодження ПІ- та ПІД-регуляторів інженерними методами. Розрахунок оптимальних настроювань типових регуляторів. Адаптивні методи настроювання автоматичних систем керування. метод автоматизованого настроювання автоматичних регуляторів.

     Нелінійні системи та їх опис. Типові нелінійності. Автоколивання. Методи дослідження вільних коливань у системах високих порядків. Фазовий простір. Метод фазової площини, зв'язок перехідних процесів з фазовою траєкторією. Визначення стійкості нелінійних систем. Перший та другий методи Ляпунова. Приклади визначення функцій Ляпунова.

     Дискретні системи (імпульсні, релейні, цифрові) та їх класифікація. Особливості дискретних систем. Рівняння імпульсних систем. Дискретне перетворення Лапласа, z-перетворення. Передаточні функції, частотні та імпульсні характеристики імпульсних САР. Частотні методи синтезу імпульсних САР. Неперервна модель імпульсної системи, умови її використання на основі теореми Котельникова. Типові алгоритми ПІДУ та їхня реалізація на ЕОМ. Швидкісний алгоритм НЦУ.

     Алгебраїчна теорія багатомірних систем. Аналіз стійкості. Поняття про методи декомпозиції. Методи аналізу та синтезу багатомірних та нестаціонарних систем. Керованість та спостереженість.

     Об’єкти з зосередженими та розподіленими параметрами. Моделі об’єктів з зосередженими та розподіленими параметрами. Побудова моделей об’єктів керування за експериментальними даними. Методи активного експерименту. Обробка результатів експерименту. Регресійні моделі.

     Методи підвищення якості автоматичних систем. Корекція автоматичних систем за допомогою послідовних та паралельних зв'язків і елементів. Підвищення якості перехідних процесів у системах з запізнюванням, випереджувач Сміта. Схемні методи підвищення якості АСК. Інваріантні системи, умова інваріантності, фізична реалізованість. Каскадні системи. Системи з допоміжним сигналом з проміжної точки. Методи розрахунку складних систем. 

• 2. ТЕОРІЯ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ

      Постановка задачі оптимального керування об'єктами. Розв'язання задач на умовний екстремум. Функції багатьох змінних, метод множників Лагранжа. Вирішення задач на умовний екстремум функціоналу. Варіаційне обчислення. Принцип максимуму Понтрягіна. Рівняння Беллмана. Задачі на швидкодію, теорема про n-інтервали. Задача синтезу оптимальних алгоритмів керування лінійними динамічними об’єктами за квадратичним критерієм керування, Фільтр Калмана.

     Адаптивні САК. Визначення адаптивної САК. Класифікація. Системи екстремального керування. Принцип дії систем автоматичного пошуку екстремуму. Класифікація систем екстремального керування. Характеристики алгоритмів пошуку. Методи поліпшення крокового пошуку. Корекція систем екстремального керування. Безпошукові самонастроювальні системи. їхня класифікація. Самонастроювальні системи по зовнішніх збурюваннях. Самонастроювальні системи з еталонною моделлю. Метод функцій Ляпунова для побудови адаптивних САК.  

• 3. МІКРОЕЛЕКТРОН1КА ТА МІКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНІКА

      Склад та призначення мікропроцесорних систем (МС). Архітектура, склад, функціональне призначення елементної бази комплектуючих МС.

     Мікропроцесорні засоби автоматизації. Структура та функціональний склад технічних засобів автоматизації. Елементна база, основні компоненти та функціонування мікропроцесорних засобів автоматизації. Мікропроцесорні контролери. Програмне забезпечення мікропроцесорних засобів автоматизації.

• 4. МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ФУНКЦІОНУВАННЯ ОБ'ЄКТІВ КЕРУВАННЯ

    Моделювання організаційно-технічних об’єктів керування. Математичні моделі ОК. Структура і компоненти моделей. їх види: іконографічні, аналітичні, символьні, семантичні, нечіткі. Використання експертних систем при моделюванні. Декомпозиція моделей. Основні етапи і методи отримання математичних моделей ОК.

      Багаторівневі та розподілені системи керування. Багатопроцесорні обчислювальні комплекси в автоматизації процесів керування. Локально- обчислювальні мережі, їх топологія та задачі обміну інформацією. Задачі та алгоритми оптимального керування складними організаційно-технічними комплексами. 

• 5. АСКТП

       Мета і функції АСКТП. Зміст інформаційних і керуючих функцій. Класифікація АСКТП по способу виконання основних інформаційних і керуючих функцій. Класифікація АСКТП по інших ознаках. Математичне забезпечення АСКТП, його функції. Програмне забезпечення АСКТП, структура, склад і функції основних компонентів ПО. Вимоги до ПО. Інформаційне забезпечення АСКТП. Склад і основні функції компонентів інформаційного забезпечення. Вимоги до ІЗ. Особливості взаємодії людина — ЕОМ в АСКТП. Комплекс технічних засобів (КТЗ) АСКТП. Структура, склад і призначення основних ланок КТЗ. Вимоги до КТЗ. Мікропроцесорні розподілені системи керування в АСКТП. 

До розділу 1 «Теорія автоматичного регулювання та керування» 

1. 1. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов.2-е изд., перераб. и доп. / В.Я. Ротач. — М: МЭИ, 2004. — 400 c.
   2. Боровська Т.М.. Северілов В.А.. Васюра А.С. Теорія автоматичного управління. Частина 1. Аналіз САУ. — Вінниця: ВД ГУ. 2002. — 97 с.
   3. Шаруда В.Г. Методи аналізу і синтезу систем автоматичного керування: Навч. посіб./ Шаруда В.Г., Ткачов В.В., Фількін М.П. – Д.: Нац. гірнич. у-тет, 2008. — 543 с.
   4. Теорія автоматичного керування: Навчальний посібник / Л.М. Артюшин, Б.В. Дурняк, О.А. Машков, М.С. Сівов. — Львів: УАД, 2004. — 272 с.
   5. Методы классической и современной теории автоматического управления: В 5 тт: Т.1: Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб., доп. / под ред. Пупкова К.А., Егупова Н.Д. — М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. — 656 с.
   6. Самотокін Б.Б. Лекції з теорії автоматичного керування: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. — Житомир: ЖІТІ. 2001. — 508 с.
   7. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы / И.В. Мирошник — СПб.: Питер, 2005. — 336 с.
   8. Попович М.Г. Теорія автоматичного керування. Підручник для вузів / Попович М.Г., Ковальчук О.Б. – К.: Либідь, 1997. – 542 с.
   9. Дорф Р. Современные системы управления / Р.Дорф, Р. Бишоп; пер. с англ. Б.И. Копылова. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. — 832 с.

До розділу 2 «Теорія оптимального керування» 

1. 1. Романенко В.Д. Адаптивное управление технологическими процессами на базе микроЭВМ / Романенко В.Д., Игнатенко Б.В. — К.: Вища шк.. 1991. — 332 с.
   2. Азарсков В.Н. Методология конструирования оптимальних систем стохастической стабилизации / Азарсков В.Н., Блохин Л.Н., Житецкий Л.С. — К.: Кн. изд-во НАУ. 2006. — 437 с.
   3. Васильєв Ф.П. Методы решения экстремальных задач / Васильєв Ф.П. — М.: Наука. 1981.

400 с.

1. 4. Егоров А.И. Оптимальное управление линейными системами. — К.: Вища шк.. 1988.— 356 с.
   5. Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы / Куропаткин П.В. — М.: Высшая шк. , 1980,— 288 с.
   6. Тютюнник А.Г. Оптимальні і адаптивні системи автоматичного керування: Навчальний посібник / Тютюнник А.Г. — Житомир: ЖІТІ, 1998. — 512 с.
   7. Хьюбер П. Робастность и статистика / Хьюбер П. [пер. с англ.] — М.: Мир. 1984. — 304 с.
   8. VanDoren Vance. Techniques for adaptive control / Vance VanDoren. — Adaptive control systems, 2002. — 278 pp.

 До розділу 3 «Мікроелектроніка та мікропроцесорна техніка» 

1. 1. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами / Харазов  В.Г. — СПб.: Профессия, 2009. — 592 с.
   2. Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием / Денисенко В. В. — М.: Горячая линия-Телеком, 2009. — 608 с.
   3. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и инструменты / Петров И.В., под ред. проф. В. П. Дьяконова. - М.: СОЛОН-Пресс, 2003. — 256 с.
   4. Водовозов А.М. Элементы систем автоматики. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Водовозов А.М. – М.: Академия, 2006. – 224 с.
   5. Белов М.П. Технические средства автоматизации и управления / Белов М.П. - СПб.: СЗТУ, 2006. — 184 с.
   6. Парр Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. / Парр Э.; пер. с англ. – М.: БИНОМ Лаборатория знаний, 2007. – 516 с.
   7. Ельперін І. B. Промислові контролери: Навч. посіб / Ельперін І. B. — К.: НУХТ, 2003. — 320 с.

До розділу 4 «Моделювання процесів функціонування об'єктів керування» 

1. 1. Льюнг. Идентификация  систем / Л. Льюнг — М.:Наука, 1991. — 432 с.
   2. Демченко В.А. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС: учебное пособие / Демченко В.А. — Одесса: Астропринт, 2001. — 308 с.
   3. Р. Изерман. Цифровые системы управления / Р. Изерман — М.:Мир, 1984. — 541 с.
   4. Остапенко Ю.А. Ідентифікація та моделювання технологічних об’єктів керування: Підручник / Остапенко Ю.А. — К.: Задруга, 1999. — 424 с.
   5. Киричков В.Н. Идентификация объектов систем управления технологическими процессами / Киричков В.Н. — К.: Вища школа, 1990. — 263 с.

 До розділу 5 "АСКТП" 

1. 1. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка. Учебно-практическое пособие / Федоров Ю.Н. — М.: Инфра-Инженерия, 2008. — 928 с.
   2. Нестеров А. Л. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 2 / Нестеров А. Л. – СПб: Деан, 2009. – 944с.
   3. Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоенергетических установок электростанций. 3-е изд., перераб. / Плетнев Г.П. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 344 с.
   4. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие. 2-е изд. перераб. и доп. / Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубовский А.Х., Клюев А.А. под. ред. А.С. Клюева — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 464 c.
   5. Гудвин Г.К. Проектирование систем управления / Гудвин Г.К., С.Ф. Гребе, М.Э. Сальдаго; пер. с англ. — М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2004. - 911 с.