Studia I stopnia Kierunek Automatyka i Robotyka

Transkrypt

1 Kierunek Automatyka i Robotyka 1 LISTA PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN DYPLOMOWY Kierunek Automatyka i Robotyka Mechanika techniczna 1. Więzy i ich reakcje; 2. Równania równowagi dla płaskiego i przestrzennego dowolnego układu sił; 3. Podać zależności skalarne i wektorowe między prędkościami i przyśpieszeniami liniowymi i kątowymi w ruchu obrotowym ciała sztywnego; 4. Podać wzory na prędkość i przyśpieszenie w ruchu płaskim ciała sztywnego; 5. Zasada równoważności energii kinetycznej i pracy; 6. Definicje masowego momentu bezwładności i dewiacji względem osi, płaszczyzn, punktu; Twierdzenie Steinera; 7. Wykresy sił wewnętrznych dla układów prętowych; 8. Projektowanie prętów przy rozciąganiu (ściskaniu) i przy skręcaniu; 9. Zginanie projektowanie przekrojów i obliczanie ugięć; 10. Hipotezy wytrzymałościowe zginanie ze skręcaniem; Elektrotechnika i elektronika 1. Podać podział materiałów stosowanych w elektrotechnice i elektronice ze względu na przewodnictwo prądu elektrycznego; Scharakteryzować wymienione grupy materiałów; 2. Co to jest źródło energii elektrycznej? Podać przykłady powszechnie stosowanych źródeł energii elektrycznej; 3. Podać różnice pomiędzy elektrycznym prądem stałym, prądem zmiennym i prądem przemiennym; Co to jest wartość skuteczna prądu zmiennego? 4. Co to jest moc czynna i energia czynna prądu przemiennego (sinusoidalnie)? Od czego zależy moc czynna przekazywana do odbiornika energii elektrycznej? 5. Co to jest transformator? Omówić budowę, zasadę działania i zastosowania transformatora jednofazowego; 6. Co to jest silnik elektryczny? Wymienić znane odmiany silników elektrycznych; Omówić zastosowanie silników elektrycznych w automatyce i robotyce; 7. Wymienić elementy półprzewodnikowe stosowane w elektronice; Omówić właściwości diody, tyrystora, tranzystora; 8. Wymienić cechy układów elektronicznych analogowych i cyfrowych (dyskretnych); Podać przykłady układów analogowych i cyfrowych; 9. Wymienić typowe układy elektroniczne stosowane w automatyce i robotyce; Podać ich przeznaczenie; 10. Wymienić energoelektroniczne przekształtniki energii elektrycznej; Omówić jeden z nich;

2 Bazy danych Kierunek Automatyka i Robotyka 2 1. Pojęcie relacyjnej bazy danych; 2. System zarządzania bazami danych; Przykłady; 3. Charakterystyka języka SQL; 4. Tworzenie tabel oraz relacji w systemie MS Access; 5. MS Access: kwerenda wybierająca w interfejsie graficznym oraz w widoku SQL; Teoria sygnałów 1. Pojęcie sygnału i modelu matematycznego; 2. Klasyfikacja sygnałów; 3. Warunki istnienia transformaty Fouriera; 4. Rodzaje okien czasowych, kryteria doboru; 5. Momenty zmiennej losowej; 6. Twierdzenie Kotielnikowa-Shannona (opis słowny i wzór); 7. Błędy wynikające z niewłaściwego próbkowania sygnałów; 8. Podstawowe parametry charakteryzujące sygnał w dziedzinie czasu i częstotliwości; 9. Pojęcie metryki, normy i iloczynu skalarnego, energii sygnału i mocy sygnału; 10. Pojęcie sygnału wąskopasmowego (przykłady sygnałów); Mechanika układów wieloczłonowych 1. Pojęcie pary kinematycznej - klasyfikacje par kinematycznych; 2. Obliczanie ruchliwości łańcuchów kinematycznych; 3. Płaski czworobok przegubowy, przekształcenia płaskiego czworoboku przegubowego; 4. Analiza kinematyczna metodą planów prędkości i przyspieszeń; 5. Wyprowadzanie równań ruchu układów mechanicznych dyskretnych z wykorzystaniem równań Lagrange,a II rodzaju; Systemy dynamiczne 1. Reprezentacje sygnałów ciągłych i dyskretnych; 2. Podstawy transmisji sygnałów; 3. Formy opisu liniowych układów dynamicznych; 4. Równania ruchu układów fizycznych; 5. Odpowiedzi dynamiczne układów; Programowanie obiektowe 1. Na czym polega różnica pomiędzy programowaniem obiektowym a proceduralnym? 2. Przedstawić ogólną definicję klasy i omówić jej kwalifikatory dostępu; 3. Konstruktor i destruktor ich rola w obrębie obiektu; 4. Na czym polega mechanizm dziedziczenia i co się kryje pod terminem polimorfizm; 5. Wzorce funkcji co to jest i jak się je tworzy; Automatyka 1. Struktura układu regulacji; 2. Zdefiniować przekształcenie Laplace a i transmitancję operatorową; 3. Charakterystyka statyczna i dynamiczna elementów i układów automatyki; 4. Rodzaje i właściwości liniowych podstawowych członów automatyki; 5. Prawa regulacji realizowane w regulatorach przemysłowych;

3 Kierunek Automatyka i Robotyka 3 6. Właściwości analogowych obiektów regulacji; 7. Transmitancja operatorowa układów regulacji; 8. Wymagania stawiane układom regulacji; 9. Kryteria stabilności liniowych układów automatyki; 10. Dokładność statyczna i jakość dynamiczna układów automatyki; 11. Rodzaje układów MIMO; 12. Metody badania nieliniowych układów automatyki; 13. Rodzaje logicznych układów sterowania; 14. Metody minimalizacji funkcji logicznych; 15. Model układu dynamicznego w przestrzeni stanów; 16. Związek pomiędzy transmitancją operatorową a modelem w przestrzeni stanu; Podstawy robotyki 1. Istotne komponenty robota; 2. Opis ogniwa manipulatora; 3. Konfiguracje kinematyczne manipulatorów (wady, zalety, zastosowanie); 4. Kinematyka prosta i odwrotna w robotyce; 5. Rodzaje chwytaków stosowanych w manipulatorach (wady, zalety); 6. Rodzaje napędów stosowanych w manipulatorach (wady, zalety); 7. Planowanie trajektorii ruchu robota; 8. Zadania realizowane przez układ wizyjny robota; 9. Poziomy programowania robota; 10. Techniki wykorzystywane w sterowaniu przemysłowych robotów autonomicznych; Podstawy konstrukcji maszyn 1. Projektowanie połączeń kształtowych; 2. Rodzaje i charakterystyka sprężyn; 3. Przekładnie mechaniczne: cel stosowania, rodzaje, krótka charakterystyka; 4. Rodzaje łożysk tocznych i ogólne zasady ich doboru; 5. Rodzaje sprzęgieł i ich dobór; Technika cyfrowa i mikroprocesorowa 1. Różnice między architekturą von Neumana a architekturą Harwardzką ; 2. Omów system przerwań w wybranym mikrokontrolerze; 3. Omów działanie portów wejścia wyjścia wybranego mikrokontrolera; 4. Jakie znasz układy peryferyjne mikrokontrolerów, omów jeden z nich; 5. Pamięć programu a pamięć danych; Napędy elektryczne 1. Regulacja prędkości obrotowej silników prądu stałego; 2. Rozruch silników asynchronicznych klatkowych; 3. Sterowanie częstotliwościowe silników asynchronicznych klatkowych; 4. Właściwości silników synchronicznych; 5. Dobór silników elektrycznych;

4 Sterowanie procesami ciągłymi Kierunek Automatyka i Robotyka 4 1. Jak opisuje się układ dynamiczny w przestrzeni zmiennych stanu? 2. Jaki jest związek transmitancji operatorowej z opisem w przestrzeni stanów? 3. Jak tworzy się sprzężenia zwrotne od stanu? 4. Co to jest i jak tworzy się obserwator stanu? 5. Jak wygląda warstwowa struktura sterowania obiektem przemysłowym? Sterowanie procesami dyskretnymi 1. Metody opisu procesów dyskretnych; 2. Języki programowania sterowników PLC; 3. Zasady tworzenia sieci Grafcet; 4. Tablica kolejności łączeń jej przykład i zastosowanie; 5. Metody minimalizacji funkcji przełączających; Napędy płynowe 1. Co przedstawia schemat funkcjonalny układ sterowania pneumatycznego? 2. Podać zasady rysowania schematów pneumatycznych układów sterowania automatyki; 3. Podać podział zaworów pneumatycznych sterujących kierunkiem przepływu powietrza; 4. Podać cechy funkcjonalne rozdzielaczy pneumatycznych, decydujące o ich zastosowaniu w danym układzie; 5. Podać podział pneumatycznych elementów wykonawczych (siłowniki i silniki pneumatyczne;) Systemy czasu rzeczywistego 1. Przedstaw zalety i wady metod cyfrowego przetwarzania sygnałów z wykorzystaniem: GPP, DSP, ASIC, PLD/FPGA; Wyjaśnij znaczenie powyższych skrótów; 2. Co to jest układ programowalny? Czym się różni programowanie układu programowalnego od programowania procesora? 3. Scharakteryzuj podstawowe elementy strukturalne języka VHDL: jednostki projektowe, architektury, procesy; 4. Wyjaśnij różnice między opisem behawioralnym i strukturalnym układu w języku VHDL; 5. Przedstaw i omów przykładowe zapisy automatów stanu w języku VHDL w architekturze dwuprocesowej; Urządzenia cyfrowe 1. Jaka jest różnica pomiędzy układami kombinacyjnymi a sekwencyjnymi? 2. Proszę wymienić i krótko scharakteryzować bloki funkcjonalne kombinacyjne; 3. Jaka jest struktura automaty Moore a? 4. Jaka jest struktura automatu Mealy ego? 5. Proszę wymienić i krótko scharakteryzować bloki funkcjonalne sekwencyjne; Wspomaganie decyzji 1. Miary niezawodności systemów; Metody polepszania niezawodności; 2. Miara zorganizowania systemu redundancja; 3. Związki informacji z energią eksperyment Maxwell a; 4. Gry reguła minimaks i maksmini; 5. Model sieciowy operacji jakość działania sieci; 6. Eksperyment zastępczy metoda Monte Carlo;

5 Roboty przemysłowe Kierunek Automatyka i Robotyka 5 Kierunek Automatyka i Robotyka Specjalność: Roboty mobilne 1. Parametry Denavita-Hartenberga; 2. Opis pozycji i orientacji robota; 3. Co to jest Jakobian (geometryczny, analityczny, prędkości, sił) i jego zastosowanie w robotyce; 4. Iteracyjne sformułowanie dynamiki Newtona Eulera; 5. Formalizm Lagrange a w zagadnieniach dynamiki manipulatora; Przetwarzanie i filtracja sygnałów pomiarowych 1. Zasada działania filtru SOI i NOI; 2. Kryteria oceny filtrów cyfrowych; 3. Układy adaptacyjne pojęcie i algorytmy; 4. Cechy układów analogowych i cyfrowych porównanie; 5. Porównanie przekształcenia falkowego i przekształcenia Fouriera; Programowanie robotów 1. Planowanie trajektorii w przestrzeni wewnętrznej i zewnętrznej; 2. Sterowanie w przestrzeni złączy i zadań; 3. Rodzaje interpolacji stosowane przy programowaniu robota; 4. Programowanie on-line i off-line; 5. Typowe instrukcje stosowane w programie robota; Systemy pomiarowe w robotyce 1. Podać rolę i funkcje systemów pomiarowych w robotyce; 2. Klasyfikacja czujników stosowanych w robotyce ze względu na źródło informacji; 3. Wymienić i omówić podstawowe parametry charakteryzujące przetworniki AC i CA; 4. Wymienić i scharakteryzować podstawowe interfejsy komunikacyjne stosowane w robotyce; 5. System GPS budowa, zasada działania i raporty NMEA; Robotyzacja procesów 1. Czym robotyzacja różni się od robotyki i jakie jest jej odniesienie do automatyzacji? 2. Czym różni się robot przemysłowy od robota usługowego? 3. Po co robotyzujemy procesy? 4. Jakie procesy robotyzuje się łatwo a jakie trudno i dlaczego? 5. Dlaczego robotyzacja z reguły poprawia jakość produkcji? Nawigacja obiektów ruchomych 1. Wymienić i omówić podstawowe typy nawigacji obiektów ruchomych; 2. Wymienić podstawowe typy układów odniesienia stosowanych w nawigacji obiektów ruchomych; 3. Wymienić metody reprezentacji otoczenia obiektu ruchomego; 4. Wymienić i omówić parametry charakteryzujące orientację przestrzenną obiektu ruchomego; 5. Wymienić i omówić algorytmy planowania trajektorii;

6 Kierunek Automatyka i Robotyka 6 Robotyka Kierunek Automatyka i Robotyka Specjalność: Automatyzacja i informatyzacja procesów 1. Parametry Denavita-Hartenberga; 2. Co to jest Jakobian (geometryczny, analityczny, prędkości, sił) i jego zastosowanie w robotyce; 3. Przenoszenie prędkości i siły statyczne w manipulatorach; 4. Co to jest macierz bezwładności; 5. Formalizm Lagrange a w zagadnieniach dynamiki manipulatora; Obrabiarki sterowane numerycznie 1. Zalety obrabiarek CNC; 2. Napęd główny obrabiarki sterowanej numerycznie: definicja, wymagania ogólne; 3. Definicja wrzeciona i zespołu wrzecionowego, funkcje zespołu wrzecionowego; 4. Podział układów sensorycznych stosowanych w obrabiarkach; 5. Zalety mikroprocesorowego sterowania numerycznego; Urządzenia automatyki 1. Omów zasadę działania ciśnieniomierza z rurką Bourdona oraz ciśnieniomierza z membraną pomiarową; Scharakteryzuj rodzaje rurek Bourdona i rodzaje membran; 2. Omów zasadę działania czujników termorezystancyjnych i termoelektrycznych; 3. Omów zasadę działania przepływomierza masowego; 4. Omów podstawowe rodzaje charakterystyk zaworów regulacyjnych oraz przedstaw przykładowe na wykresach; 5. Omów podstawowe rodzaje regulatorów bezpośredniego działania; Programy użytkowe w automatyce 1. Zamodeluj przykładowe równanie różniczkowe w środowisku Simulink; 2. Podaj zapis przykładowego równania różniczkowego za pomocą modelu transmitancyjnego, zero-biegunowo-wzmocnieniowego i w przestrzeni stanu (Matlab); 3. Omów sposoby definiowania i wywoływania funkcji (Matlab); 4. Scharakteryzuj sposoby wprowadzania, zapisu i wizualizacji danych obliczeń (Matlab); 5. Podaj zapis modelu regulatora PID w środowisku Matlab/Simulink; Wizualizacja procesów 1. Kryteria doboru licencji oprogramowania do wizualizacji; 2. Wymień typy alarmów w systemach wizualizacji i krótko je scharakteryzuj; 3. Wymień typy skryptów w systemach wizualizacji i krótko je scharakteryzuj; 4. Wymień typy danych w systemach wizualizacji i krótko je scharakteryzuj; 5. Wymień typy okien w systemach wizualizacji i krótko je scharakteryzuj; Komputerowe systemy sterowania 1. Specyfika komputerowego systemu sterowania i pomiarów; 2. Klasyfikacje komputerowych systemów sterowania i pomiarów - ze względu ma przepływ informacji w systemie;

7 Kierunek Automatyka i Robotyka 7 3. Specyfika komputera w komputerowych systemach sterowania i pomiarów (w odniesieniu do komputera osobistego, ogólnego przeznaczenia); 4. Przykładowe architektury komputerowych systemów sterowania; 5. System operacyjny czasu rzeczywistego - podstawowe parametry (w odniesieniu do systemu operacyjnego komputera osobistego, ogólnego przeznaczenia);