⚡ Госэкзамен в Росдистант (ТГУ): ответы для направления 11.03.04 „Электроника и наноэлектроника“ (профиль „Робототехнические системы“)

⚡ Госэкзамен в Росдистант (ТГУ): ответы для направления 11.03.04 „Электроника и наноэлектроника“ (профиль „Робототехнические системы“)

✔️ Ответы изложены кратко, по существу, с примерами и схемами (по необходимости)
✔️ Для удобства поиска ВОПРОС/ОТВЕТ оформлено ОГЛАВЛЕНИЕ.
✔️Скачайте ДЕМО-версию и оцените сами структуру ответов, стиль изложения, качество оформления.

⚠️ПЕРЕД ПОКУПКОЙ УБЕДИТЕСЬ В ТОМ, ЧТО ВОПРОСЫ СООТВЕТСТВУЮТ ВАШЕЙ ПРОГРАММЕ!

Перечень вопросов для сдачи государственного экзамена Направление: 11.03.04 Электроника и наноэлектроника. Профиль: Робототехнические системы.

1. Полупроводниковые приборы
1. Собственные (чистые) и примесные полупроводники. Их особенности.
2. Явления генерации и рекомбинации носителей заряда в собственных полупроводниках.
3. Электронно-дырочный (p-n) переход в равновесном состоянии. Энергетическая диаграмма, распределение концентраций примесей и носителей заряда, возникновение внутреннего электрического поля и потенциального барьера, диффузионные и дрейфовые составляющие тока через переход.
4. Прямое смещение p-n перехода. Движение носителей заряда при прямом смещении. ВАХ диода.
5. Обратное смещение p-n перехода. Движение носителей заряда при обратном смещении. ВАХ диода.

2. Схемотехника
6. Дифференцирующие цепи. Простейшая реостатно-емкостная дифференцирующая цепь. Определение выходного напряжения и точности дифференцирования. Использование данной цепи в качестве укорачивающей.
7. Импульсные усилители. Требования к амплитудно-частотной характеристике импульсного усилителя. Цепи низкочастотной и высокочастотной коррекции.
8. Диодные ключи. Работа диода при импульсном изменении прямого и обратного напряжения. Зависимость времени переключения от режимов работы диода.
9. Триггер с эмиттерной связью. Триггеры на интеграьных схемах RS-,D-,T,JK-типа.
10. Мультивираторы на дискретных элементах. Одновибраторы на дискретных элементах. Одновибратор на логических элементах. Одновибратор на операционном усилителе.

3. Математические методы анализа и расчета электронных схем
11. Что называется матрицей? Какие арифметические действия допустимы над матрицами? Что называется определителем матрицы? Как рассчитывается определитель матрицы второго, третьего, n-го порядка? Основные свойства определителя.
12. Что такое разностное уравнение? В чем заключается явный и неявный методы Эйлера численного интегрирования? Получить разностное уравнение для численного интегрирования уравнения состояния согласно неявному методу Эйлера.
13. В чем заключается метод Рунге-Кутта? Как выбрать шаг интегрирования? Как контролировать точность численного интегрирования?
14. Записать законы Ома и Кирхгофа в матричной форме. Метод узловых потенциалов в матричной форме. Метод контурных токов в матричной форме.
15. Какие виды анализа электронных схем приводят к необходимости решения систем линейных дифференциальных уравнений? Привести примеры уравнений в матричной форме.

4. Автоматизированные информационно-управляющие системы
16. Общие вопросы организации программного и информационного обеспечения. Современные технологии клиент-сервер. Виды. Применение.
17. Информационное обеспечение. Введение в теорию БД. Системы управления базами данных (СУБД). Технологии клиент-сервер. Реляционная алгебра (основные и специальные операции).
18. CASE-технологии – обзор средств. Методика ERWIN – САП реляционных баз данных.
19. Задача ОКП: составление расписания выпуска продукции в мелкосерийном типе производства на участке механической обработки с маршрутной технологией (на примере методики «ОКП-МАРТ»). Общая структура объекта. Задача выполнения «портфеля заказов» в заданные сроки. Исходные данные: оборудование, партии заготовок, технологические маршруты и др.
20. Методика «ОКП-МАРТ». Приоритетные признаки и функции предпочтения. Интерактивное управление. Анализ допустимости расписания. Принятие решений по управлению дополнительными ресурсами.

5. Автоматизация дискретных и непрерывных производственных систем
21. Назовите основные структурные элементы АСУ. Дайте определение понятиям система, комплекс, элементы, свойство, связь. Что такое простая и сложная система управления? Детерминированная и вероятностная?
22. Опишите структуру ПИД-регулятора, его звенья. Как настраиваются коэффициенты регулятора?
23. В чем сущность регуляторов прерывистого действия? Приведите пример и программу на языке программирования ПЛК.
24. Дайте определение понятия «объект управления». Что такое технологический объект управления, технологический процесс, технологическая операция? Как классифицируются технологические процессы и операции?
25. В чем сущность роботизации технологического процесса?

6. Мобильная робототехника
26. Применение систем технического зрения для ориентирования мобильных роботов.
27. Электрические приводы, применяемые в мобильной робототехнике.
28. Датчик угла поворота (энкодер).
29. ПИД-регулирование скорости движения роботов.
30. Электронные гироскопы и акселерометры.

7. Технические и программные средства вычислительных систем и сетей
31. Проблемы синхронизации процессов и потоков. Критическая секция. Блокирующая переменная. Семафоры.
32. Концепция распределённой обработки информации в вычислительных системах. (Структурирование приложений. Использование вычислительных сетей.)
33. Распределённая обработка информации. Технологии клиент-сервер. Модель AS.
34. Функциональная схема индикаторного модуля для индикации одной цифры в 16-тиричной системе счисления.
35. Генератор тактовых импульсов (ГТИ) – назначение. Возможность получения тактовых импульсов разной частоты. Пример схемного решения.

8. Языки высокого уровня в системах управления
36. Что называется программой? Каковы основные этапы разработки программ? Что такое компиляция программы? Какую функцию выполняет компоновщик? Что такое алгоритм и блок – схема алгоритма? Что такое диаграмма классов?
37. Выражения Си++. Левосторонние и правосторонние выражения. Арифметические операции. Операции отношения. Логические операции. Операции присваивания. Приоритеты операций.
38. Конструкторы и деструкторы класса. Конструктор по умолчанию. Конструктор копирования.
39. Виртуальные функции и абстрактные классы. Что такое раннее связывание? Описание и использование виртуальных методов. Когда применяется виртуальный деструктор?
40. Функции Си malloc() и free(). Операторы Си++ new, delete, delete[]. В чем их отличия? Приведите примеры использования. Организация оперативной памяти в микроконтроллерах AVR.

9. Электронные промышленные устройства
41. Помехоустойчивость электротехнических и электронных технических систем с устройствами силовой электроники.
42. Гальваническое влияние через цепи питания и сигнальные контуры.
43. Воздействие электромагнитного излучения.
44. Технические мероприятия по достижению электромагнитной совместимости приборов и устройств. Схемные решения.
45. Организационные мероприятия по достижению электромагнитной совместимости приборов.

10. Программируемые контроллеры (Комплексы средств промышленной автоматизации)
46. Программирование ПЛК на языке LD (Релейно-Контактные Схемы). Привести пример программирования с использованием приема «самподхват» и с использованием элементов R и S (задача: при кратковременном нажатии кнопок старт или стоп лампочка должна загораться или тухнуть соответственно).
47. Программирование ПЛК на языке LD (Релейно-Контактные Схемы). Использование таймеров задержки включения (TON), выключения (TOF), импульсного (TP). Привести примеры.
48. ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Объяснить принцип и привести примеры использования. Изобразить временные диаграммы.
49. Перевод целых и дробных чисел из одной системы счисления в другую (двоичная, десятичная и шестнадцатеричная системы).
50. Энкодеры. Устройство и принцип работы оптических и механических энкодеров.

11. Основы микропроцессорной техники
51. Двоичная система счисления. Перевод из десятичной системы в двоичную и обратно. Запись чисел в формате с плавающей точкой.
52. Математические действия в двоичной системе счисления. Сложение, умножение. Использование обратного кода для записи отрицательных чисел и реализации вычитания.
53. Синтаксис программирования Ардуино (функции Setup и Loop, оператор «;», комментарии). Написать краткий пример программы.
54. Паралельные и последовательные интерфейсы передачи данных. Временные диаграммы их работы.
55. Задание режима работы порта и считывание информации с порта (pinMode, digitalRead, analogRead). Привести примеры использования, включая подключение кнопки и потенциометра (переменного резистора).

12. Робототехника
56. Шаговые двигатели. Конструкция (упрощенно) и принцип работы шаговых двигателей.
57. Бесколлектроные двигатели. Конструкция (упрощенно) и принцип работы бесколлектоных двигателей.
58. Работа шагового двигателя в полношаговом, полушаговом и междушаговом режимах. Использование драйверов шаговых двигателей.
59. Микроконтроллерная платформа ардуино. Работа выводов ардуино в режиме выхода. Применение команд pinMode, digitalWrite, analogWrite. Понятие о ШИМ.
60. Микроконтроллерная платформа ардуино. Работа выводов ардуино в режиме входа. Применение команд pinMode (INPUT или INPUT_PULLUP), digitalRead, analogRead.

13. Оборудование автоматизированных производств (Гибкие производственные системы)
61. Структура гибкой производственной системы.
62. Структура роботизированного технологического участка.
63. Результаты применения гибких производственных систем.
64. Структура гибкого производственного модуля.
65. Гибкость: производственная и структурная.
66. Серийное производство и его признаки.

14. Вакуумные и плазменные приборы
67. Гипотеза Шоттки о двойном электрическом слое.
68. Электровакуумный диод и его ВАХ.
69. Понятие о газоразрядной плазме и ее свойствах.
70. Температура электронного газа. Ее связь со средней скоростью движения электронов в плазме.
71. Явление катодолюминесценции

15. Магнитные элементы электронной техники
72. Электромагнетизм. Понятие о магнитном поле, векторе магнитной индукции, напряженности магнитного поля, магнитном потоке. Правило правой руки (правило буравчика).
73. Сила Ампера (что это, как определить ее величину и направление). Взаимодействие параллельных проводников с протекающими по ним токами.
74. Сила Лоренца (что это, как определить ее величину и направление). Движение заряженной частицы в магнитном поле.
75. Явления электромагнитной индукции и самоиндукции. Вихревые токи в магнитопроводах и способы их уменьшения.
76. Магнитные свойства веществ. Магнитная проницаемость. Петля гистерезиса.

16. Основы проектирования и технологии электронной компонентной базы
77. Способы электрической изоляции элементов полупроводниковых ИМС
78. Схемотехника изготовления базовых элементов РТЛ
79. Структура и принцип действия приборов с зарядовой связью
80. Функциональные схемы и классификация микросхем памяти.
81. 80.Ячейки микросхем памяти динамического типа (ОЗУ, ПЗУ).

17. Информационная электроника
82. Событийно-управляемые программы ОС Windows
83. Интерфейс UART
84. Программирование клавиатуры
85. Windows Sockets. Функции Беркли. Написание клиентских приложений на Си
86. Управление светодиодными матрицами и семисегментными индикаторами.

18. Электронные измерительные приборы и датчики информации
87. Разность электрических потенциалов, электрический ток, электрическое сопротивление
88. Характеристики измерительных систем: чувствительность, порог чувствительности, разрешающая способность, нелинейность, пределы измерений, динамический диапазон
89. Датчики расхода жидкостей и газов.
90. Эффект Холла и датчики на его основе. Технические характеристики и области применения датчиков на эффекте Холла.
91. Датчики температуры.Показать/скрыть дополнительное описание