Automatyka i robotyka studia II stopnia

Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
1
LISTA PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN DYPLOMOWY
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
Modelowanie obiektów sterowania
1. Wyjaśnij różnice pomiędzy modelem materialnym, fizycznym, matematycznym;
2. Omów następujące prawa rządzące ruchem płynu: prawo zachowania masy, prawo ruchu
Newtona, pierwsza zasada termodynamiki;
3. Podaj przykład wykorzystania równań bilansowych w modelowaniu obiektów sterowania;
4. Omów następujące zasady szczegółowe mechaniki: zasadę zmiany pędu, zasadę zmiany
krętu, zasady statyki, zasady kinematyki, prawa konstytutywne;
5. Omów i podaj przykłady analogii występujących pomiędzy wielkościami mechanicznymi,
elektrycznymi, termicznymi, hydraulicznymi;
6. Omów postać ogólną równań Lagrange'a II rodzaju;
7. Przedstaw model przepływu powietrza przez opór miejscowy;
8. Przedstaw model układu pneumatycznego z dwoma siłownikami membranowymi;
9. Przedstaw model kolumny destylacyjnej;
10. Omów sposób postępowania przy wyznaczaniu częstości drgań własnych układów o wielu
stopniach swobody;
Teoria sterowania
1. Model układu dynamicznego w przestrzeni stanu;
2. Postacie kanoniczne modeli w przestrzeni stanów;
3. Całka ogólna i szczególna (splot) modeli w przestrzeni stanu;
4. Związki pomiędzy modelem transmitancyjnym a modelem w przestrzeni stanu;
5. Dyskretyzacja (w czasie) modeli układów dynamicznych;
6. Przegląd metod projektowania układu sterowania w dziedzinie częstotliwości;
7. Przegląd metod projektowania układu sterowania w dziedzinie czasu;
8. Estymatory stanu;
9. Metoda przesuwania biegunów;
10. Sterowanie optymalne;
11. Sterowniki LQR;
12. Filtr Kalmana;
Sterowniki cyfrowe
1. Co to są przerwania i jaką funkcję pełnią w sterownikach cyfrowych?
2. Jakie interfejsy szeregowe są wykorzystywane w sterownikach; Proszę omówić jeden z
nich;
3. Podstawowe parametry charakteryzujące przetworniki A/C i C/A;
4. Proszę opisać zasadę działania i parametry interfejsu SPI;
5. Proszę wymienić i scharakteryzować metody realizacji przetworników A/C;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
2
Podstawy sztucznej inteligencji
1. Co to jest sztuczna inteligencja?
2. Jaka jest różnica między silną a słabą sztuczną inteligencją?
3. Na czym polega test Turinga? Do czego jest on wykorzystywany?
4. Przedstaw i krótko opisz ogólny model neuronu;
5. Jakie znasz rodzaje uczenia SSN (z nauczycielem i bez);
6. Na czym polega istota działania algorytmów genetycznych?
7. W jaki sposób opisywany jest osobnik w AG?
8. Jakie znasz podstawowe operatory AG? Krótko je opisz;
9. Wymień znane Ci metody reprezentowania wiedzy; Krótko je opisz;
10. Na czym polega proces unifikacji?
Systemy mechatroniczne
1.
2.
3.
4.
5.
Co jest istotą mechatroniki?
Dlaczego ABS jest urządzeniem mechatronicznym?
Jaką funkcję w urządzeniu mechatronicznym spełniają aktory?
Jaką funkcję w urządzeniu mechatronicznym spełniają sensory?
Co wspólnego ma mechatronika z biologią?
Przetwarzanie sygnałów i obrazów
1.
2.
3.
4.
5.
Podział sygnałów oraz ich najważniejsze parametry;
Rozwinięcie sygnału okresowego czasu ciągłego – szereg Fouriera;
Kodowanie transformat – nadmiarowość sygnałów;
Kodowanie JPEG;
Próbkowanie, kwantowanie i rozdzielczość oraz detektory promieniowania i dyskretyzatory
obrazu;
6. Warunki wykonywania operacji arytmetycznych na obrazach;
7. Jaka jest najistotniejsza różnica między transformatą Fouriera i transformatą falkową?
8. Definicje obrazu: a) ciągłego, b) cyfrowego;
9. Podać zasadę filtracji medianowej ;
10. Kompresja bezstratna, cel kompresji, definicja stopnia kompresji;
11. Omówić dwie podstawowe techniki segmentacji obrazu (przez podział, przez rozrost);
12. Opisz zjawiska zachodzące w czasie analogowo-cyfrowego przetwarzania sygnału; Jakie
założenie pozwala zastosować transformatę Fouriera do sygnałów dyskretnych i
ograniczonych?
Identyfikacja obiektów sterowania
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Struktury modeli i błędy modelowania;
Metoda najmniejszych kwadratów;
Statyczne modele liniowe;
Metody rekurencyjne estymacji parametrów;
Liniowe modele dynamiczne;
Modelowanie nieliniowe statyki;
Modelowanie nieliniowe dynamiki ;
Testowanie modeli;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
3
Teoria i metody optymalizacji
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Programowanie liniowe;
Warunki optymalności;
Metody nieliniowej optymalizacji lokalnej bez ograniczeń;
Metody nieliniowej optymalizacji lokalnej z ograniczeniami;
Optymalizacja dyskretna i mieszana;
Optymalizacja globalna;
Polioptymalizacja;
Algorytmy ewolucyjne;
Teoria i praktyka wspomagania decyzji
1. Podać definicję systemu wspomagania decyzji;
2. Wymienić fazy procesu podejmowania decyzji;
3. Przedstawić schemat typowego komputerowego systemu wspomagania decyzji (DSS –
decision support system);
4. Wymienić i scharakteryzować metody wnioskowania decyzyjnego;
5. Wymienić etapy tworzenia modeli decyzyjnych systemów i zjawisk;
6. Wymienić i scharakteryzować modele decyzyjne systemów i zjawisk;
7. Omówić różnicę pomiędzy informacyjnymi, a aplikacyjnymi bazami modeli decyzyjnych;
8. Omówić wnioskowanie parametryczne;
9. Podać różnicę pomiędzy wnioskowaniem decyzyjnym w wykorzystaniem hipotez
statystycznych, a wnioskowaniem z wykorzystaniem technik typu data-mining;
10. Podać sposób oceny skuteczności działania systemu wspomagania decyzji;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
4
Kierunek Automatyka i Robotyka
Specjalność: Automatyka przemysłowa
Przemysłowe sieci komputerowe
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wymień i scharakteryzuj model warstwowy OSI;
Narysuj schemat i porównaj scentralizowany oraz rozproszony system sterowania PLC;
Omów komunikację asynchroniczną, synchroniczną i IRT;
Dokonaj charakterystyki systemów Profibus DP i PA;
Podaj na czym polega algorytm token passing;
Scharakteryzuj sieć Profinet i Industrial Ethernet;
Podaj główne cechy protokołów sieci: Modbus, MPI, Hart, AS-Interface;
Urządzenia automatyki
1. Scharakteryzuj moduły pomiarowo-sterujące ADAM firm Advantech;
2. Wymień metody przetwarzania analogowo-cyfrowego; omów zasadę działania wybranego
przetwornika analogowo-cyfrowego;
3. Scharakteryzuj protokół HART stosowany w inteligentnych przetwornikach pomiarowych;
4. Wymień fazy konfiguracji sterownika PSW-8; na czym polega programowanie tego
sterownika;
5. Wymień warstwy sterownika Eftronik X; na czym polega programowanie tego sterownika;
Robotyzacja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Czym robotyzacja różni się od robotyki i jakie jest jej odniesienie do automatyzacji?
Czym różni się robot przemysłowy od robota usługowego?
Po co robotyzujemy procesy?
Jakie procesy robotyzuje się łatwo a jakie trudno i dlaczego?
Dlaczego robotyzacja z reguły poprawia jakość produkcji?
Jaką rolę w systemie robotycznym spełnia to, co angielsku nazywa się material handling?
Co wchodzi w skład systemu robotycznego? Od czego zależy jego konfiguracja?
Jakie są społeczne skutki robotyzacji?
Wizualizacja procesów przemysłowych
1. Wyjaśnij pojęcia: SCADA, HMI;
2. Czym się różni projektowanie aplikacji w InTouch od projektowania aplikacji w
wykorzystaniem obiektów ArchestrA?
3. Co to jest Application Server i do czego służy?
4. Wymień w jakich konfiguracjach może pracować aplikacja InTouch oraz krótko je
scharakteryzuj;
5. W jaki sposób aplikacja InTouch komunikuje się ze sterownikami PLC?
Systemy automatyzacji
1. Wyjaśnić pojęcia: automatyzacja, automatyczny proces produkcji, zautomatyzowany proces
produkcji;
2. Podział procesów produkcyjnych, dominujących we współczesnych systemach produkcji;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
5
3. Wymienić przykłady mechanicznych systemów automatyzacji;
4. Wymienić przykłady pneumatycznych i hydraulicznych systemów automatyzacji;
5. Wymienić systemy automatyzacji budynków;
Roboty mobilne
1.
2.
3.
4.
5.
Konfiguracje mobilnych robotów kołowych;
Kluczowe elementy konstrukcji maszyny kroczącej;
Algorytm sterowania maszyny kroczącej;
Napędy stosowane w robotach mobilnych;
Czujniki stosowane w robotach mobilnych;
Zaawansowane układy sterowania
1. Podaj treść zasady maximum Potriagina;
2. Jakie warunki powinny być spełnione, aby było można stosować zasadę maximum
Pontriagina w automatyce?
3. W jakim celu stosuje się w nowoczesnej teorii sterowania funkcjonały? Podaj chociaż jeden
przykład;
4. Podaj jeden przykład zaawansowanego układu sterowania minimalno-czasowego;
5. Podaj jeden przykład zaawansowanego układu sterowania minimalno-całkowego;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
6
Kierunek Automatyka i Robotyka
Specjalność: Systemy informatyczne
Przemysłowe sieci komputerowe
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wymień i scharakteryzuj model warstwowy OSI;
Narysuj schemat i porównaj scentralizowany oraz rozproszony system sterowania PLC;
Omów komunikację asynchroniczną, synchroniczną i IRT;
Dokonaj charakterystyki systemów Profibus DP i PA;
Podaj na czym polega algorytm token passing;
Scharakteryzuj sieć Profinet i Industrial Ethernet;
Podaj główne cechy protokołów sieci: Modbus, MPI, Hart, AS-Interface;
Sztuczne sieci neuronowe i systemy ekspertowe
1. Jakie znasz modele SSN, krótko je opisz;
2. Na czym polega istota działania metody wstecznej propagacji błędu? Jaka jest największa
wada BP?
3. Omów znane Ci metody optymalizacji architektury sieci neuronowych
4. Co to jest klasyfikacja? Jakie znasz metody klasyfikacji danych?
5. Jakie znasz rodzaje systemów ekspertowych?
6. Co to są szkieletowe systemy ekspertowe? Wymień ich wady i zalety
7. Opisz sposób działania wnioskowania w przód;
8. Opisz sposób działania wnioskowania w tył;
Systemy czasu rzeczywistego
1.
2.
3.
4.
5.
Czym się różni procesor hardcore'owy od procesora softcore'owego?
Omów architekturę procesora Microblaze;
Omów środowisko projektowania systemów wbudowanych EDK firmy Xilinx;
Przedstaw podstawowe cechy oraz rodzaje systemów operacyjnych czasu rzeczywistego;
Scharakteryzuj system operacyjny RTLinux;
Programowanie zorientowane obiektowo
1.
2.
3.
4.
5.
Omówić różnice pomiędzy sekcją private, public i protected klasy;
Na czym polega przeciążanie funkcji i operatorów;
Jak definiuje się wzorce funkcji i klas; podać przykład;
Co to jest konstruktor i destruktor? Czy można je przeciążać?
Na czym polega polimorfizm w programowaniu obiektowym; co to są metody wirtualne i
klasy abstrakcyjne?
Systemy pomiarowe
1. Systemy pomiarowe w automatyce;
2. W jakim celu stosowane jest przekształcanie pomiarowych wielkości fizycznych na
wielkości elektryczne;
3. Radiowa transmisja danych w systemach pomiarowych;
4. Zintegrowane środowiska programistyczne do zastosowań pomiarowych;
5. Zasady wykonywania pomiarów, zabezpieczenia, separacja sygnałów, dopasowanie;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
Diagnostyka i niezawodność maszyn
1.
2.
3.
4.
5.
Metody diagnozowania; badanie i wnioskowanie diagnostyczne;
Modele diagnozowania;
Charakterystyki niezawodności;
Identyfikacja obiektów technicznych;
Środki diagnozowania;
Cybernetyka układów technicznych i biologicznych
1.
2.
3.
4.
5.
Co to jest biocybernetyka?
Przedstaw cechy charakterystyczne dla obiektów biologicznych
Co to jest informacja jakie znasz miary informacji?
Co to jest logika rozmyta i liczby rozmyte, podaj przykłady;
Omów metody sterowania rozmytego;
7
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
8
Kierunek Automatyka i Robotyka
Specjalność: Bezpilotowe obiekty latające
Systemy pokładowe bezzałogowych obiektów latających
1. Wymienić podstawowe urządzenia pomiarowe bezzałogowych obiektów latających;
2. Wymienić i omówić różnice w wyposażeniu pokładowym tradycyjnych płatowców a
układów pionowego startu;
3. Centrala aerodynamiczna – jej rola w sterowaniu bezzałogowym obiektem latającym,
4. Podać definicję kursu magnetycznego oraz omówić czujniki niezbędne do jego pomiaru;
5. Wymienić i omówić podstawowe elementy sterowania RC;
6. Na czym polega miksowanie kanałów RC;
7. Omówić budowę systemu GPS i wymienić podstawowe raporty protokołu NMEA;
8. Omówić podstawowe parametry akcelerometrów oraz dlaczego są potrzebne;
9. Omówić podstawowe parametry giroskopów oraz dlaczego są potrzebne;
10. Wymienić i scharakteryzować elementy systemów autonomicznego sterowania
bezzałogowymi obiektami latającymi;
Konstrukcje i materiały w technice lotniczej
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Konstrukcje skrzydeł i materiały stosowane na skrzydła;
Konstrukcje usterzeń i materiały stosowane na usterzenia;
Konstrukcje kadłubów samolotów i materiały stosowane na kadłuby;
Konstrukcje podwozi samolotów i stosowane materiały;
Konstrukcje silników tłokowych i stosowane materiały;
Konstrukcje silników turbinowych i stosowane materiały;
Konstrukcje śmigieł i materiały stosowane na śmigła;
Aerodynamika i mechanika lotu
1. Podaj równanie Bernouliego dla przepływu ściśliwego;
2. Omów fizyczne aspekty przepływów aerodynamicznych małych prędkości;
3. Narysuj rozkład ciśnienia i opływ profilu typu NACA;
4. Podaj zależności na współczynniki aerodynamiczne;
5. Omów pochodne aerodynamiczne;
6. Narysuj i omów charakterystyki aerodynamiczne dla profilu NACA;
7. Podaj postać równania ruchu wzdłużnego i bocznego samolotu;
8. Omów warunki stabilności i sterowności samolotu;
9. Scharakteryzuj układ automatycznego sterowania lotem;
10. Omów z czego się składa struktura autopilota;
Zespoły napędowe obiektów latających
1.
2.
3.
4.
5.
Zespół napędowy silnik elektryczny – śmigło samolotu, wirnik śmigłowca;
Zespół napędowy silnik tłokowy dwusuwowy – śmigło samolotu, wirnik śmigłowca;
Zespół napędowy silnik tłokowy czterosuwowy – śmigło samolotu, wirnik śmigłowca;
Zespół napędowy silnik turbinowy – śmigło samolotu, wirnik śmigłowca;
Turbinowy silnik odrzutowy;
Studia II stopnia
Kierunek Automatyka i Robotyka
9
Systemy autonomicznego sterowania i nawigacji
1. Wymienić i omówić wymagania stawiane autonomicznym systemom sterowania;
2. Wymienić elementy wyposażenia autonomicznych systemów sterowania;
3. Scharakteryzować główne funkcje i zadania realizowane przez autonomiczny system
sterowania;
4. Scharakteryzować nawigację inercjalną i nawigację GPS;
5. Zadania systemu autonomicznego sterowania i nawigacji w locie grupowym;
6. Omówić podstawowe algorytmy wyznaczania orientacji przestrzennej i położenia;
7. Różnice w sterowaniu i nawigacji tradycyjnych płatowców i obiektów bezzałogowych
pionowego startu;
8. Podstawowe problemy i źródła błędów w nawigacji i sterowaniu bezzałogowymi obiektami
latającymi;