Ответы к экзамену: Системы автоматического регулирования

Если Вам нужна помощь со сдачей тестов:
⏬
Сдача тестов в Синергии/МТИ/МОИ/МосАП

---

Перед покупкой сверьте список вопросов и убедитесь, что вам нужны ответы именно на эти вопросы!
С вопросами и вы можете ознакомиться ДО покупки.
Для быстрого поиска вопроса используйте Ctrl+F.

---

В каком случае возможен перенос точки разветвления в структурной схеме управления?

• Когда система нелинейна, и разветвление нужно перенести за звено
• Когда система линейна
• Когда разветвление не влияет на передаточную функцию системы
• Когда точка разветвления не изменяет динамических свойств системы

В каком случае используется комбинированная система регулирования?

• Когда необходимо учитывать как отклонение, так и возмущения
• Когда требуется простота в проектировании
• Когда используется только один контур обратной связи
• Когда параметры регулирования фиксированы

В чем основной недостаток И-регулятора?

• Наличие статической ошибки
• Чувствительность к шумам и медленная реакция
• Усиление пропорциональной ошибки
• Отсутствие адаптации к внешним условиям

Запас устойчивости по модулю показывает, насколько можно изменить …, чтобы система оставалась устойчивой?

• частоту работы системы
• коэффициент усиления разомкнутой системы
• фазовый сдвиг разомкнутой системы
• величину амплитуды на входе

Как выглядит переходная характеристика запаздывающего звена для единичного входного сигнала? В чем ее отличие от других?

• Скачок сигнала с задержкой, отличие – наличие затухания
• Линейное возрастание с задержкой, отличие – отсутствие затухания
• Единичная ступенька с задержкой, отличие – отсутствие изменения формы сигнала
• Экспоненциальный рост с задержкой, отличие – наличие насыщения

Как изменяется выход апериодического звена при воздействии единичного ступенчатого сигнала?

• Линейно растет
• Увеличивается экспоненциально до установившегося значения
• Остается постоянным
• Падает до нуля

Как можно уменьшить статическую ошибку в П-регуляторе?

• Увеличить коэффициент усиления k_p
• Добавить дифференциальную составляющую
• Уменьшить коэффициент усиления k_p
• Исключить пропорциональную составляющую

Как определяется запас устойчивости по фазе?

• Как расстояние от критической точки до пересечения годографа с отрицательной вещественной осью
• Как угол между отрицательным направлением вещественной оси и лучом, проведенным из начала координат к точке пересечения годографа с единичной окружностью
• Как угол между точками пересечения годографа с положительной вещественной осью
• Как расстояние от начала координат до пересечения годографа с единичной окружностью

Как определяется степень устойчивости системы (η)?

• Как минимальное значение мнимой части корня характеристического полинома
• Как максимальное значение действительной части корня характеристического полинома
• Как минимальное значение действительной части корня характеристического полинома
• Как максимальное значение мнимой части корня характеристического полинома

Как преобразование Фурье помогает в анализе отклика системы на периодические и непериодические входные воздействия?

• Преобразование Фурье используется для анализа частотных характеристик системы на разных частотах
• Преобразование Фурье позволяет преобразовывать дифференциальные уравнения в алгебраические для анализа переходных процессов
• Преобразование Фурье используется для анализа линейных систем с учетом начальных условий
• Преобразование Фурье позволяет изучать отклик системы только на импульсные воздействия

Как процесс дискретизации влияет на решение дифференциальных уравнений?

• Дискретизация всегда увеличивает точность решения
• Дискретизация позволяет использовать цифровые устройства для решения уравнений, заменяя производные их разностными аналогами, но может вносить ошибки аппроксимации
• Дискретизация необходима только для работы с линейными уравнениями
• Дискретизация улучшает устойчивость численных методов, устраняя погрешности округления

Какая из перечисленных задач относится к теории автоматического управления?

• Определение потребностей потребителей
• Анализ устойчивости и синтез регуляторов
• Построение физических моделей материалов
• Оценка рыночного спроса на продукцию

Какая классификация устойчивости подразумевает, что система возвращается в равновесное состояние, а отклонения стремятся к нулю?

• Устойчивость в широком смысле
• Практическая устойчивость
• Асимптотическая устойчивость
• Устойчивость в узком смысле

Какая основная цель преобразования Фурье?

• Перевод функции времени в ее спектральное представление в частотной области
• Упрощение решения дифференциальных уравнений в комплексной области
• Учет начальных условий системы при анализе динамики
• Преобразование алгебраических уравнений в дифференциальные уравнения

Какая особенность отличает инерционные звенья от безынерционных?

• Способность накапливать информацию о прошлом воздействии
• Коэффициент передачи зависимости выходного сигнала от входного
• Наличие времени для изменения состояния
• Линейное поведение

Какая функция регулятора в функциональной схеме системы управления?

• Преобразует управляющий сигнал в воздействие на объект
• Формирует управляющее воздействие
• Измеряет текущие параметры объекта управления
• Реагирует на внешние возмущения и корректирует воздействие

Какая характеристика звена определяет его способность учитывать прошлые воздействия?

• Постоянная времени
• Коэффициент передачи
• Интегрирующий элемент
• Линейная зависимость

Какая характеристика характерна для нелинейных систем?

• Подчиняются принципам суперпозиции
• Поведение проще для анализа
• Элементы имеют зависимость от уровня входного сигнала
• Используют методы Лапласа для анализа

Какие из следующих утверждений верны для численных методов, используемых в анализе и синтезе систем автоматического управления?

• Позволяют учитывать нелинейности и ограничения системы
• Всегда обеспечивают точные аналитические решения
• Используются для оптимизации параметров регуляторов
• Требуют аналитического представления всех уравнений системы

Какие изменения в системе могут привести к уменьшению запаса устойчивости?

• Увеличение мощности системы
• Снижение амплитуды колебаний
• Изменение коэффициента усиления и фазового сдвига
• Увеличение количества обратных связей

Какие инструменты часто используются для имитационного моделирования в САР?

• MATLAB, SimInTech, LabVIEW
• Microsoft Excel, Word, PowerPoint
• AutoCAD, 3ds Max, Maya
• Adobe Photoshop, CorelDraw, SketchUp

Каким образом постоянная времени T влияет на поведение звена?

• Определяет степень линейности звена
• Характеризует амплитуду выходного сигнала
• Определяет скорость реакции звена на входной сигнал
• Указывает на способность звена учитывать прошлое воздействие

Какое из следующих условий является ключевым для успешной декомпозиции системы?

• Сложные взаимодействия между подсистемами
• Полная нелинейность системы
• Линейность системы и минимизация взаимодействий между подсистемами
• Максимизация сложности каждой подсистемы

Какое из следующих утверждений является характеристикой численных методов анализа устойчивости?

• Использование характеристического уравнения для анализа корней системы
• Применение математического моделирования с использованием методов Эйлера или Рунге-Кутты
• Тестирование реальных систем с целью проверки их устойчивости в различных условиях
• Проверка положительности всех главных миноров матрицы Гурвица

Какое из утверждений верно для обратного преобразования Фурье?

• Оно используется для перевода частотной функции в ее временное представление
• Оно применяется только к периодическим сигналам
• Оно применяется только к функциям с нулевыми начальными условиями
• Оно переводит дифференциальные уравнения в алгебраические

Какое из утверждений описывает системы, действующие по отклонению?

• Реагируют на разницу между заданным значением и фактическим
• Формируют управляющее воздействие на основе измерения внешних возмущений
• Используют комбинированный принцип регулирования
• Не используют обратную связь

Какое преимущество обеспечивает параллельное соединение звеньев?

• Возможность последовательного выполнения операций над сигналом
• Совмещение эффектов нескольких звеньев для формирования комплексного отклика
• Обеспечение фильтрации высокочастотных сигналов
• Устранение фазовых смещений

Какое преобразование используется для получения частотных характеристик объекта управления?

• Преобразование Фурье
• Преобразование Лапласа
• Преобразование Гаусса
• Преобразование Лежандра

Какое свойство П-регулятора делает его неэффективным при наличии постоянных возмущений?

• Высокая чувствительность к шумам
• Медленная реакция на изменение ошибки
• Наличие статической ошибки регулирования
• Перерегулирование

Какое свойство характеризует астатические системы?

• Они имеют конечную статическую ошибку
• Способны полностью устранить статическую ошибку
• Они подвержены инерционным колебаниям
• Используют только импульсное воздействие

Какое условие должно выполняться для устойчивости замкнутой системы, если разомкнутая система устойчива?

• Годограф АФХ разомкнутой системы должен охватывать точку (-1, j0) на комплексной плоскости
• Годограф АФХ разомкнутой системы не должен охватывать точку (-1, j0) на комплексной плоскости
• Годограф АФХ разомкнутой системы должен пересекать точку (1, j0)
• Годограф АФХ разомкнутой системы должен охватывать начало координат

Какое условие необходимо для устойчивости системы?

• Все коэффициенты характеристического полинома должны быть положительными
• Все корни характеристического уравнения должны быть вещественными
• Все корни характеристического уравнения должны быть положительными
• Все коэффициенты характеристического полинома должны быть равны между собой

Какой вклад внес Джеймс Кларк Максвелл в теорию устойчивости?

• Разработал методы анализа дискретных систем
• Сформулировал условия устойчивости центробежных регуляторов
• Исследовал адаптивные системы управления
• Применил интегральное преобразование Лапласа для анализа систем

Какой дополнительный элемент в ПИД-регуляторе позволяет учитывать скорость изменения ошибки?

• Пропорциональная составляющая
• Интегральная составляющая
• Дифференциальная составляющая
• Фильтр помех

Какой из методов анализа устойчивости применяется для тестирования реальных систем в лабораторных условиях?

• Аналитические методы
• Экспериментальные методы
• Численные методы
• Метод Ляпунова

Какой из методов используется для определения динамических характеристик при неизвестной математической модели объекта?

• Метод преобразования Лапласа
• Метод частотных характеристик
• Метод преобразования Фурье
• Метод решение дифференциальных уравнений

Какой из следующих типов регуляторов является наиболее универсальным для широкого круга задач?

• П-регулятор
• И-регулятор
• ПИ-регулятор
• ПИД-регулятор

Какой из следующих типов систем автоматического регулирования предназначен для поддержания величины на заданном уровне?

• Система программного регулирования
• Следящая система
• Система стабилизации
• Система импульсного регулирования

Какой метод анализа устойчивости используется для построения главных миноров и проверки их положительности?

• Критерий Гурвица
• Критерий Рауса
• Метод Найквиста
• Метод Михайлова

Какой метод декомпозиции основан на разделении системы по выполняемым задачам?

• Метод структурной декомпозиции
• Метод функциональной декомпозиции
• Метод численной декомпозиции
• Метод динамической декомпозиции

Какой принцип лежит в основе замкнутых систем регулирования?

• Отсутствие обратной связи
• Постоянное сравнение фактического и заданного значения
• Использование заранее заданных программ
• Применение импульсного регулирования

Какой сигнал используется для исследования частотных характеристик системы?

• Ступенчатый сигнал
• Параметрический сигнал
• Гармонический сигнал
• Импульсный сигнал

Какой тип переменной в системе управления определяется как сигналы, подаваемые системой для приведения объекта управления в желаемое состояние?

• Выходные переменные
• Управляющие воздействия
• Параметры состояния
• Возмущающие воздействия

Какой тип систем может быть исследован с помощью имитационного моделирования?

• Только линейные системы
• Только системы без случайных воздействий
• Линейные и нелинейные, а также системы с детерминированным и стохастическим поведением
• Только адаптивные системы с постоянными параметрами

Какой этап является первым в процессе составления дифференциальных уравнений для динамического звена?

• Формирование математического описания на основе фундаментальных законов физики или техники
• Определение основных характеристик системы, включая входные и выходные величины
• Упрощение модели путем введения предположений для сокращения сложности уравнений
• Составление дифференциального уравнения, описывающее зависимость выходной величины от входных воздействий

Какую задачу решает имитационное моделирование при анализе системы в нестабильных ситуациях?

• Оценить только обычное функционирование системы
• Предсказать поведение системы только в стабильных условиях
• Оценить поведение системы в экстремальных ситуациях и при сбоях в оборудовании
• Предсказать точные изменения температуры и давления

Какую основную функцию выполняет обратная связь в разомкнутой системе регулирования?

• Снижает влияние внешних возмущений
• Увеличивает точность настройки регулятора
• Учитывает отклонение текущего значения регулируемой величины от заданного
• Определяет тип алгоритма регулирования

Какую проблему решает интегральная составляющая в регуляторе?

• Уменьшает время переходного процесса
• Полностью устраняет статическую ошибку
• Повышает чувствительность к шумам
• Исключает инерционные процессы

Какую роль играют дифференциальные уравнения в математическом моделировании систем автоматического регулирования?

• Они описывают взаимосвязь между функциями и их производными, анализируя изменения состояния системы во времени
• Они используются только для описания линейных процессов в системе
• Они заменяют физические законы системы
• Они применяются исключительно для электрических систем

Какую форму записи динамической системы использует вектор состояния и матричные коэффициенты для описания взаимосвязей между компонентами системы?

• Передаточная функция
• Стандартная символическая запись с оператором p
• Запись в контексте переменных состояния
• Запись через интегральные уравнения

Почему алгебраические методы анализа устойчивости, такие как критерии Гурвица и Рауса, широко используются в инженерной практике?

• Они применимы только для уравнений первого и второго порядка
• Они позволяют определить устойчивость без нахождения корней характеристического уравнения, что особенно важно для систем высокого порядка
• Эти методы учитывают только частотные характеристики системы
• Они требуют выполнения сложных численных расчетов

Почему ПИ-регулятор более популярен, чем отдельные П- или И-регуляторы?

• Он быстрее реагирует на ошибки
• Он устраняет статическую ошибку и сохраняет быстродействие
• Он является самым простым в настройке
• Он не подвержен шумам

Что описывает кривая разгона системы?

• Зависимость отклика системы на постоянное воздействие
• Зависимость отклика системы на импульсное воздействие
• Зависимость отклика системы на ступенчатое воздействие
• Зависимость отклика системы на гармоническое воздействие

Что отражает степень колебательности системы (m)?

• Количество корней, расположенных в правой полуплоскости
• Величину амплитуды колебаний системы
• Соотношение между действительной и мнимой частями корней
• Время, через которое система стабилизируется

Что подразумевается под регулированием в системах автоматического управления?

• Процесс изменения структуры системы
• Поддержание определенного значения параметра на заданном уровне
• Увеличение скорости выполнения операций
• Устранение внешних воздействий на систему

Что позволяет достичь разбиение системы на контуры в структурной декомпозиции?

• Исключить необходимость тестирования каждого уровня управления
• Улучшить точность моделирования за счет полного игнорирования взаимосвязей
• Эффективно анализировать поведение каждого уровня управления отдельно
• Применить функциональные задачи ко всем подсистемам одновременно

Что понимается под автоматическим процессом?

• Выполнение операций вручную оператором
• Выполнение задач по заранее заданному алгоритму без участия человека
• Реакция системы на любые внешние изменения без учета алгоритмов
• Динамическое управление системой только в ручном режиме

Что представляет собой интегральное преобразование Лапласа?

• Преобразование, которое переводит дифференциальные уравнения во временной области в алгебраические уравнения в области комплексных частот
• Преобразование, которое переводит алгебраические уравнения в дифференциальные уравнения во временной области
• Преобразование, которое применимо только к линейным алгебраическим уравнениям
• Преобразование, которое используется для решения нелинейных дифференциальных уравнений

Что представляет собой метод структурной декомпозиции?

• Разделение системы на основе ее функциональных задач
• Разделение системы на подсистемы по ее внутренней структуре
• Объединение всех компонентов в одну модель
• Исключительно математическое разложение системы на уравнения

Что такое декомпозиция в системах автоматического регулирования?

• Процесс уменьшения количества входных сигналов
• Разделение сложной системы на более простые подсистемы
• Увеличение сложности системы для более точного анализа
• Процесс оптимизации линейных систем

Что такое динамическое звено, и как оно используется для описания системы автоматического регулирования?

• Это устройство, преобразующее входные сигналы в выходные на основе случайных зависимостей
• Это элемент, описывающий преобразование входных сигналов в выходные по определенным законам с учетом временных изменений
• Это исключительно исполнительный элемент в системе управления
• Это модель, описывающая влияние выходных сигналов на входные

Что такое математическая модель?

• Способность системы изменять параметры в зависимости от внешних условий
• Упрощенное описание реальной системы с использованием уравнений и формул
• Реакция системы, не пропорциональная изменению входного параметра
• Способность системы сохранять функциональность при внешних и внутренних воздействиях

Что такое передаточная функция системы?

• Зависимость выходного сигнала от времени
• Отношение выходного сигнала к входному
• Графическое представление динамических характеристик системы
• Векторное представление амплитудно-фазовой характеристики

Что такое преобразование Лапласа и как оно используется для анализа линейных систем с учетом начальных условий?

• Преобразование Лапласа представляет собой процесс преобразования функции времени в функцию частоты для анализа периодических сигналов
• Преобразование Лапласа используется для преобразования дифференциальных уравнений в алгебраические уравнения с учетом начальных условий
• Преобразование Лапласа применяется только для анализа периодических сигналов, не учитывая начальные условия
• Преобразование Лапласа используется для вычисления частотных характеристик системы на основе амплитудно-фазовых характеристик

Что характеризует амплитудно-частотная характеристика системы?

• Реакция системы на единичный импульсный сигнал
• Зависимость выходного сигнала от времени при воздействии единичного ступенчатого сигнала
• Зависимость амплитуды установившихся колебаний выходного сигнала системы от частоты ее входного сигнала
• Описание фазового сдвига между входным и выходным сигналами

Что характеризует запас устойчивости системы?

• Способность системы сохранять стабильность при изменениях в нагрузке
• Удаленность системы от состояния, при котором она становится неустойчивой
• Способность системы компенсировать внешние возмущения
• Способность системы увеличивать скорость отклика

Что характеризует переходная характеристика РД-звена, и как она отличается от переходной характеристики идеального дифференцирующего звена?

• Характеризует инерционность, отличие – мгновенная реакция на входной сигнал
• Характеризует способность реагировать на изменения, отличие – наличие затухания начального выброса
• Характеризует линейность сигнала, отличие – скачок сигнала с затуханием
• Характеризует выходной уровень, отличие – отсутствие затухания

Что характеризует переходный процесс в системе автоматического регулирования?

• Время, необходимое для установления стабильного значения
• Реакцию системы на изменения входного воздействия
• Способность системы учитывать прошлые воздействия
• Уровень перегрузки системы

Что характеризует пропорциональное звено?

• Способность интегрировать сигнал
• Мгновенную реакцию на входной сигнал
• Наличие времени запаздывания
• Способность уменьшать высокочастотные составляющие

Что является математическим критерием устойчивости системы автоматического регулирования?

• Постоянное изменение параметров системы
• Уменьшение отклонений от равновесного состояния с течением времени
• Возрастание отклонений от установившегося режима
• Неограниченные колебания в системе

Что является объектом управления?

• Система управления, включающая датчики и регуляторы
• Любая система, на которую направлено управляющее воздействие
• Только физическая система
• Только производственная линия

Что является основной функцией регулятора в системе автоматического регулирования?

• Генерация случайных управляющих сигналов
• Формирование корректирующего воздействия на основе ошибки регулирования
• Ускорение работы системы
• Снижение энергопотребления

Что является основной целью имитационного моделирования?

• Проведение реальных экспериментов с системой
• Решение аналитических уравнений для получения точного результата
• Исследование поведения системы и анализ ее работы в различных условиях
• Упрощение математической модели системы за счет линеаризации

Что является основной целью линеаризации нелинейных систем?

• Замена системы с нелинейными зависимостями на линейное приближение для упрощения анализа и проектирования
• Полное устранение всех нелинейных зависимостей в системе
• Увеличение сложности системы для более точного анализа ее свойств
• Определение хаотического поведения системы