1. Projektowanie układów logicznych (dwuwartościowych) automatyki na przykładzie układów kombinacyjnych

1. Podział układów logicznych automatyki i przyczyna tego podziału

2. Wyjaśnić na przykładzie stan nieokreślony na wyjściu układu logicznego.

3. Prawa logiki Boole’a oraz prawa logiki de’Morgana.

4. Bramki logiczne wykorzystywane do budowania układów logicznych – schemat logiczny, tablica logiczna oraz równanie logiczne.

5. Narysować schemat logiczny na bramkach NOR lub NAND realizujący daną tablicę logiczną:

x1	x2	x3	x4	y
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	1
0	0	1	1	1
0	1	0	0	0
0	1	0	1	1
0	1	1	0	1
0	1	1	1	X
1	0	0	0	0
1	0	0	1	1
1	0	1	0	1
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	0	1	X
1	1	1	0	1
1	1	1	1	0

1. Identyfikacja eksperymentalna i teoretyczna ciągłych liniowych obiektów automatyki na przykładzie filtru elektrycznego RC

1. Identyfikacja teoretyczna i eksperymentalna – procedura postępowania oraz podać ich wady i zalety.

2. Typowe obiekty automatyki, ich transmitancje operatorowe oraz odpowiedzi czasowe.

3. Co to jest transmitancja operatorowa oraz transmitancja widmowa. Podać definicję ścisłą oraz potoczną.

4. Co to jest odpowiedź częstotliwościowa obiektu automatyki – wyjaśnić eksperymentalne wyznaczenie charakterystyki częstotliwościowej.

5. Zinterpretować względem częstości kątowej (ω) przedstawiony schematycznie na rysunku amplitudowy i fazowy wykres Bodh’a (czy wykresy są fizycznie możliwe, a jeżeli nie, to dlaczego):

1. Identyfikacja eksperymentalna i teoretyczna ciągłych nieliniowych obiektów automatyki na przykładzie zaworu pneumatycznego

1. Wyjaśnić na czym polega liniowość i nieliniowość układu automatyki. Dodatkowo wyjaśnić podział układów automatyki na ciągłe i dyskretne.

2. Jaki jest cel linearyzowania nieliniowych układów automatyki. Opisać linearyzację sieczną i styczną. Dodatkowo określić wady i zalety obu sposobów linearyzacji.

3. Wyjaśnić pojęcie punktu pracy dla linearyzacji stycznej.

4. Wyznaczyć zlinearyzowane równanie obiektu przedstawionego nieliniowym równaniem. Zlinearyzować w punkcie pracy, gdzie współrzędna wejściowa ma wartość: x₀ = S. Dodatkowo wyznaczyć transmitancję operatorową oraz widmową dla zlinearyzowanego równania.

$$a \bullet \sqrt{\ddot{x}} \bullet y + b \bullet x^{2} - sin\left( \frac{R}{2 \bullet y} \right) = c \bullet {\dot{y}}^{3}$$

gdzie: x - wejście do obiektu, y - wyjście z obiektu

1. Obiekt inercyjny I-go rzędu. Napisać transmitancję operatorową, odpowiedź skokowa oraz charakterystyczne parametry wraz z ich interpretacją graficzną.

1. Eksperymentalny dobór nastaw regulatora PID nadążnego układu regulacji ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym

1. Opisać układ regulacji nadążnej ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym – opisać występujące człony i sygnały. Odnieść automatyczny układ regulacji temperatury w pokoju za pomocą kaloryfera do regulacji temperatury w pokoju za pomocą kaloryfera przez człowieka.

2. Podać wady i zalety układu regulacji nadążnej ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym.

3. Opisać zasadę działania regulatora PID – opisać człony, podać równanie transmitancji operatorowej, pokrótce opisać za co są odpowiedzialne poszczególne człony.

4. Co to znaczy identyfikacja układu regulacji ze sprzężeniem zwrotnym kiedy regulatorem jest regulator PID. Opisać I metodę Zieglera-Nicholsa eksperymentalnego doboru nastaw regulatora PID.

5. Opisać i określić graficznie dynamiczne parametry jakości regulacji. W jakim celu są one stosowane.

1. Teoretyczny (obliczeniowy) dobór nastaw regulatora PID nadążnego układu regulacji ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym

1. Opisać II metodę Zieglera-Nicholsa eksperymentalnego doboru nastaw regulatora PID. Dlaczego II metoda Zieglera-Nicholsa eksperymentalnego doboru nastaw regulatora PID nadaje się lepiej do teoretycznego określenia nastaw regulatora PID aniżeli I metoda Zieglera-Nicholsa eksperymentalnego doboru nastaw regulatora PID.

2. Opisać układ „hardware in the loop”. Dodatkowo opisać jego wady i zalety.

3. Graficznie zilustrować i słownie określić sens stabilności, niestabilności oraz krytycznej stabilności układu regulacji. Określić matematyczny warunek stabilności dowolnego układu liniowego o zerowych warunkach początkowych.

4. Określić wzmocnienie krytyczne (wzmocnienie dla stabilności krytycznej) regulatora P w układzie regulacji nadążnej dla obiektu podanego transmitancją:

$$G_{o} = \frac{3 \bullet s}{5 \bullet s^{4} + 2 \bullet s^{3} + s^{2} + 4 \bullet s + 3}$$