Программы кандидатских экзаменов 05. 09. 03 «Электротехнические комплексы и системы» 05. 12. 04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения» 05. 12. 13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»
| Вид материала | Программа-минимум |
- Алгоритмы и устройства обнаружения и оценки параметров сигналов сО скачкообразным изменением, 259.41kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 13 «Системы, сети, 121.7kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 13 «Системы, сети, 151.82kb.
- Х a з a нвиталийЛьвови ч методы и средства проектирования каналов декаметровой радиосвязи, 541.88kb.
- Модели и методы анализа вероятностно-временных характеристик сигнального трафика, 226.92kb.
- Программа вступительного экзамена для направления «Радиотехника», 79.79kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 14 «Радиолокация, 236.33kb.
- Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 14 «Радиолокация, 134.92kb.
- Модели оперативного перехвата трафика в инфокоммуникационных сетях 05. 12. 13 Системы,, 245.01kb.
- Приборы навигации Область исследования, 34.88kb.
Программы кандидатских экзаменов
05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы»
05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»
05.12.13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций»
05.17.08 «Процессы и аппараты химических технологий»
05.13.05 «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления»
05.19.01 «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»
05.19.04 «Технология швейных изделий»
07.00.02 «Отечественная история»
07.00.09 «Историография, источниковедение и методы исторического исследования»
08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (маркетинг)
08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (сфера услуг)
08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (экономика труда)
08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (теория управления экономическими системами)
08.00.10 «Финансы, денежное обращение и кредит»
09.00.04 «Эстетика»
09.00.01 «Онтология и теория познания»
12.00.03 «Гражданское право, предпринимательское право, семейное право, международное частное право»
12.00.14 «Административное право, финансовое право, информационное право»
13.00.02 «Теория и методика обучения и воспитания (русский язык)»
19.00.01 «Общая психология, психологии личности, истории психологии»
22.00.04. «Социальная структура, социальные институты и процессы»
22.00.08 «Социология управления»
24.00.01 «Теория и история культуры»
05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы»
ПРОГРАММА-МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы (в легкой промышленности)»
по техническим наукам
Введение
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: основные технологические процессы и машины текстильного производства; приводные системы машин и агрегатов; анализ и синтез исполнительных механизмов; основы расчета механизмов на точность; колебания механических систем; современные методы расчета на прочность в машиностроении; надежность и долговечность машин; тепловые расчеты; методы экспериментальных исследований; автоматизация и управление текстильных машин, агрегатов и поточных линий; автоматизированные технологические комплексы.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Минобразования России по химии (по химической технологии) при участии Ивановской государственной текстильной академии и Костромского государственного технологического университета.
1. Основные технологические процессы и машины текстильного производства
Технологические процессы производств: первичной обработки текстильных материалов, прядильного, ткацкого, красильно-отделочного, химических волокон. Характеристики основных машин этих производств. Оптимальные параметры машин. Основные принципы конструирования машин периодического действия. Циклограммы работы машин и агрегатов периодического действия. Кинематическая и технологическая схемы машины. Исполнительные механизмы машины. Вспомогательные, контрольные и транспортные операции. Технологические сопротивления в текстильных машинах.
2. Приводные системы машин и агрегатов
Структура приводной системы. Типы (конструкции) применяемых приводов.
Механические характеристики применяемых электродвигателей. Математическое моделирование статической и динамической характеристик асинхронного электродвигателя. Анализ устойчивости движения системы привода.
Динамические модели систем машина-двигатель. Математическое моделирование режимов пуска и установившегося движения машины с учетом конструктивных особенностей связи между двигателем и главным валом. Расчет требуемой мощности двигателя.
Типовые конструкции применяемых муфт, тормозов, предъявляемые к ним требования, основные расчеты.
3. Анализ и синтез исполнительных механизмов
Аналитические методы кинематического и кинетостатического анализа плоских рычажных, кулачково-рычажных механизмов. Аналитические методы анализа пространственных четырехзвенных механизмов.
Кинематическая схема машины. Требования, предъявляемые к ней. Оптимальные параметры кинематической схемы.
Задачи синтеза рычажных, кулачковых и кулачково-рычажных механизмов. Графо-аналитические и аналитические методы синтеза плоских и пространственных механизмов. Теория приближенных методов синтеза.
Методы синтеза плоских рычажных механизмов. Методы синтеза пространственных четырехзвенных механизмов. Методы синтеза кулачковых и кулачково-рычажных механизмов.
Программирование задач анализа и синтеза исполнительных механизмов.
4. Основы расчета механизмов на точность
Структурные и технологические ошибки в механизмах. Факторы, влияющие на их величину.
Графо-аналитические и аналитические методы определения ошибки положения звеньев механизма. Аналитический метод определения влияния первичных ошибок на ошибку положения механизма. Расчет ошибки положений изделий, устанавливаемых для обработки. Мероприятия по уменьшению ошибок.
5. Колебания механических систем
Динамические модели механических систем. Определение параметров Методы упрощения.
Системы с одной степенью свободы. Свободные колебания. Вынужденные колебания. Автоколебания. Параметрические и случайные колебания.
Собственные колебания систем с несколькими степенями свободы. Критические скорости вращения валов с дисками. Вынужденные колебания систем с несколькими степенями свободы.
Динамика цикловых механизмов.
Системы с распределенной массой. Продольные колебания стержней, крутильные колебания валов. Решение уравнений движения при силовом и кинематическом возмущении.
Поперечные колебания стержней, техническая теория. Теория С.П. Тимошенко.
Поперечные колебания многопролетных балок, ступенчатых валов.
Колебания высокоскоростных роторных систем.
Влияние вибрационных воздействий на технические объекты и человека. Основные методы виброзащиты.
Использование ЭВМ при динамических расчетах.
6. Современные методы расчета на прочность в машиностроении
Определение действующих сил на детали механизма. Расчет звеньев механизма с учетом сил инерции. Расчет кинематических пар механизма на удельное давление и долговечность.
Расчет деталей на прочность и жесткость при статических нагрузках и напряжениях, переменных во времени. Расчет деталей на удар и ограниченную долговечность.
Расчет упругих звеньев. Расчет балансировочных масс при уравновешивании механизмов и быстровращающихся валов. Применение ЭВМ для расчета на прочность.
Основы расчета статически неопределимых систем.
7. Надежность и долговечность машин
Значение надежности в современном машиностроении. Причины выхода деталей и механизмов машин из строя. Основы теории надежности. Количественные показатели надежности и методы их определения для невосстанавливаемых и восстанавливаемых объектов. Вероятностные методы при инженерном проектировании.
Методы расчета деталей на изнашивание. Повышение износостойкости трущихся поверхностей. Расчет долговечности машины и методы испытания машин на надежность. Надежность машин отрасли.
Методы сбора статистической информации о надежности деталей машин. Конструктивные, технологические и эксплуатационные методы повышения надежности машин отрасли.
8. Тепловые расчеты
(для специализирующихся по красильно-отделочному оборудованию текстильного производства
и по машинам для производства химических волокон)
Значение тепловых расчетов для экономии топливно-энергетических и материальных ресурсов. Виды и особенности выполнения тепловых расчетов. Составление и анализ теплового баланса обогреваемого узла. Расчет мощности электронагревательных элементов. Расчет размеров камер и узлов, обогреваемых паром или жидкостью. Особенности расчета тепломассообменных процессов теплоиспользующего оборудования.
Определение температуры рабочих поверхностей. Уравнение Фурье и его решение. Мероприятия по уменьшению неравномерности нагрева поверхностей.
9. Методы экспериментальных исследований
Планирование экспериментальных исследований.
Методы измерения и регистрации: перемещений, скоростей и ускорений звеньев механизмов; сил, моментов и удельных давлений, деформаций деталей и напряжений в них; температуры; спектров колебаний и шума. Методы обработки результатов экспериментальных исследований. Основные критерии статистического метода. Достоверность полученных результатов.
10. Автоматизация и управление текстильных машин, агрегатов и поточных линий.
Автоматизированные технологические комплексы
10.1. Автоматизация технологических процессов и производств.
Автоматизация и механизация оборудования. Управление технологических процессов на базе локальных средств, выбор, разработка и внедрение локальных автоматических систем. Методы проектирования цифровых устройств управления.
Системный подход к проектированию, стадии и этапы проектирования систем автоматизации и управления, организация проектирования.
Структурно-параметрическое проектирование машин и агрегатов на основе имитационного моделирования. Модели систем контроля и управления технологических параметров текстильного производства. Анализ и синтез управления машин и агрегатов средствами концептуального программирования во временной и частотной областях. Метамоделирование агрегатов и поточных линий.
10.2. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), их функции и структуры.
Диспетчеризация и АСУТП в текстильном производстве. Интегрированные системы проектирования и управления производствами отрасли: функции и структуры интегрированных систем, взаимосвязь процессов проектирования, подготовка производства и управления производством, математическое, методическое и организационное обеспечение. Программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления; SCADA системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли.
10.3. Автоматизация управления на базе программно-технических
комплексов.
Обоснование и разработка автоматизированных технологических комплексов (АТК). Общепромышленные и специализированные робототехнические средства в легкой промышленности. Структура средств роботизации. Функции системы управления, информационного, математического и программного обеспечения АТК. Примеры применяемых в отрасли робототехнических систем.
Основная литература
1. Машиностроение. Энциклопедия / Ред.совет: Фролов К.В. и др. - М.: Машиностроение, 1997. – 1066 с.
2. Приводные системы ткацких станков / Мартынов И.А., Корнев Б.И., Мещеряков А.В. и др.– М.: Легпромбытиздат, 1991.- 272 с.
3. Теория механизмов и машин / Под. ред. Фролова К.В.- М.: Высшая школа, 1986. – 496 с.
4. Бруевич Н.Г. Основы нелинейной точности и надежности устройств. - М.: Наука, 1976. – 136 с.
5. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Изд.3-М.: Машиностроение, 1976. – 319 с.
6. Расчеты на прочность в машиностроении. Т.3 / Под. ред. Пономарев С.Д. и др. - М.: Машгиз, 1959. – 1118 с.
7. Худых М.И. Эксплуатационная надежность и долговечность оборудования текстильных предприятий. - М.: Легкая индустрия, 1980. – 334 с.
8. Бунин О.А., Малков Ю.А. Машины для сушки и термообработки тканей. - М.: Машиностроение,1971. – 304 с.
9. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. – М.: Легкая индустрия, 1980. – 392 с.
10. Автоматизация производственных процессов текстильной промышленности: учебник для вузов в 5-ти книгах: / Под. ред. Петелина Д.П., Бакмана Р. – М.: Легпромбытиздат, 1994.
Дополнительная литература
1. Макаров А.И. и др. Основы проектирования текстильных машин. Изд.2.- М.: Машиностроение, 1976. – 323 с.
2. Пирогов К.М., Вяткин Б.А. Основы надежности текстильных машин. - М.: Легпромиздат, 1985. – 256 с.
3. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. – Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
4. Коритысский Я.И. Динамика упругих систем текстильных машин. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 272 с.
5. Малафеев Р.М., Светик Ф.Ф. Машины текстильного производства. М.: МГФ "Знание" и "Машиностроение", 2002. – 420 с.
05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»
ПРОГРАММА-МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
05.09.03 «Электротехнические комплексы и системы»
по техническим наукам
Введение
Программа составлена с опорой на следующие дисциплины направления «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», связанные с особенностями анализа общих закономерностей преобразования, накопления, передачи и использования электрической энергии и электротехнической информации, принципами и средствами управления действующих или создаваемых электротехнических комплексов и систем промышленного, транспортного, бытового и специального назначения.
Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по энергетике, электрификации и энергетическому машиностроению при участии Московского государственного университета путей сообщения.
1. Теория электропривода
Функции, выполняемые общепромышленным и тяговым приводом, и его обобщенные функциональные схемы. Характеристики электромеханического преобразователя энергии и его математическое описание в двигательном и тормозном режимах. Обобщенная электрическая машина как основной компонент электропривода. Электромеханические свойства двигателей постоянного тока, асинхронных, синхронных и шаговых двигателей. Механические устройства. Нагрузка двигателя. Сопряжение двигателя с рабочим механизмом (редукторы, муфты).
Математические модели и структурные схемы электромеханических систем с электродвигателями разных типов.
Установившиеся режимы работы электропривода. Частотный и спектральный анализ. Учет упругих звеньев и связей. Учет нелинейностей. Построение адекватных моделей с использованием компьютерных технологий.
Переходные процессы в электроприводах. Линейные и нелинейные системы, передаточные и переходные функции электропривода. Примеры формирования оптимальных переходных процессов при разгоне и торможении электропривода с учетом процессов в рабочем механизме.
Обобщенный алгоритм компьютерного моделирования линейных или нелинейных систем автоматизированного электропривода; представление и обработка результатов моделирования.
Регулирование координат электропривода. Характеристика систем электроприводов: управляемый преобразователь-двигатель постоянного тока, преобразователь частоты – асинхронный двигатель, преобразователь частоты – синхронный двигатель, системы с шаговыми двигателями, системы с линейными двигателями и сферы их применения. Основные характеристики приборных систем электроприводов.
Следящие электроприводы. Многодвигательные электромеханические системы. Тяговые электроприводы.
Выбор типа и мощности электродвигателя, обоснование структуры, типа и мощности преобразователя. Основные этапы эскизного и рабочего проектирования электропривода.
2. Автоматическое управление электроприводом
Основные функции и структуры автоматического управления электроприводом. Типовые, функциональные схемы и типовые системы, осуществляющие автоматический пуск, стабилизацию скорости, реверс и остановку электродвигателей. Синтез систем с контактными и бесконтактными элементами. Принципы выбора элементной базы.
Общие вопросы теории замкнутых систем автоматического управления электроприводом (САУ) при заданном рабочем механизме.
Методы анализа и синтеза замкнутых, линейных и нелинейных, непрерывных и дискретных САУ. Применение методов вариационного исчисления и пакетов прикладных программ для ПЭВМ.
Системы управления электроприводами постоянного и переменного тока. Типовые структуры систем управления асинхронными и синхронными двигателями. Особенности построения систем управления асинхронными и синхронными двигателями. Особенности построения систем управления электроприводов с тиристорными преобразователями. Системы с машинами двойного питания. Структура управления специальным приводами (тяговые, крановые, муфтовые и т.п.). Управление электроприводами с линейными двигателями.
Управление электроприводами при наличии редуктора и упругой связи двигателя с механизмом. Стабилизирующие системы управления электроприводами. Защита от перегрузок и аварийных режимов.
Типовые узлы и типовые САУ, поддерживающие постоянство заданных переменных. Типовые узлы и типовые следящие САУ непрерывного и дискретного действия. Оптимальные и инвариантные САУ. Анализ и синтез следящих САУ с учетом стохастических воздействий. Цифровые САУ. Электроприводы в робототехнических комплексах и гибких автоматизированных производствах. Применение микропроцессоров и микроЭВМ для индивидуального и группового управления электроприводами технологических объектов и транспортных средств.
Адаптивные системы автоматического управления и принципы их управления. Алгоритмы адаптации в электроприводах.
Надежность и техническая диагностика электроприводов.
3. Теория и принципы работы комплексных узлов
электрооборудования
Научные основы и принципы работы наиболее распространенных комплектных узлов электрооборудования (по отраслям). Преобразователи напряжения, в том числе: генераторы и электромашинные преобразователи, управляемые вентильные преобразователи постоянного и переменного тока в постоянный, инверторы, непосредственные преобразователи частоты переменного тока и др.
Основные принципы построения систем и комплектных узлов общепромышленного электрооборудования и электрооборудования подвижных объектов. Контакторно-резисторные и электронные узлы систем управления электрическим подвижным составом и их особенности.
Контактные и бесконтактные узлы электродвигателями постоянного и переменного тока, работающие в непрерывных, релейных и импульсных режимах. Особенности проектирования. Элементная база силовых цепей электрооборудования (контакторы, резисторы, силовые полупроводниковые приборы).
4. Электрооборудование для электроснабжения
промышленных предприятий, транспорта
и сельского хозяйства
Классификация источников, приемников и преобразователей электрической энергии. Электрические нагрузки и закономерности изменения их во времени (по отраслям). Использование теории случайных процессов для представления основных параметров нагрузки. Основы теории прогнозирования и динамики потребления электрической энергии. Тяговые подстанции и их принципиальные особенности; типы тяговых подстанций электротранспорта.
Принципы расчета электрических сетей и систем электрооборудования.
Выбор систем и схем электроснабжения. Современные методы оптимизации систем электроснабжения, критерии оптимизации. Характерные схемы электроснабжения. Выбор напряжения в системах электроснабжения (по отраслям). Сокращение числа трансформации и выбор числа трансформации. Блуждающие токи и коррозия подземных сооружений. Защита от блуждающих токов.
Определение токов короткого замыкания и выбор электрических аппаратов защиты. Принципы автоматического повторного включения.
Качество электрической энергии. Влияние качества электроэнергии на потребление электроэнергии и на производительность механизмов и агрегатов (по отраслям). Электромагнитная совместимость приемников электрической энергии с питающей сетью.
Средства улучшения показателей качества электроэнергии. Компенсация реактивной мощности в электроприводах и системах электроснабжения.
Технико-экономические расчеты в системах электроснабжения (по отраслям) и использование для этих целей современных компьютерных технологий. Теория интерполяции и аппроксимации; методы приближения функций в расчетах по электротехническим комплексам и системам.
Теория надежности и техническая диагностика в электроснабжении и преобразовании электрической энергии (по отраслям). Теория малых выборок, и ее использование в практике расчетов.
Компенсация реактивной мощности. Основные направления развития компенсирующих устройств.
Заземление электроустановок, молниезащита промышленных, транспортных и сельскохозяйственных сооружений, жилых и культурно-бытовых зданий.
Допустимые перегрузки элементов преобразовательных подстанций в системах электроснабжения; прогнозирование перегрузок.
Электрический баланс в системах электроснабжения городов, объектов сельского хозяйства, промышленных предприятий и подвижных объектов. Методика расчета потерь мощности в системах электроснабжения. Нормирование энергопотребления.
Основная литература
Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1992.
Башарин А.В., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного привода на ЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1990.
Электрическая часть станций и подстанций /А.А. Васильев, И.П. Крючков, Е.Ф. Наяшков, М.Н. Околович. М.: Энергоатомиздат, 1990.
Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1998.
Федоров А.А. Основы электроснабжения предприятий. М.: Энергия, 1980.
Электроснабжение летательных аппаратов. / В.А. Балагуров, М.М. Беседин, Ф.Ф. Галтеев и др.; Под ред. Н.Т. Коробана. М.: Машиностроение, 1975.
Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы. Л.: Энергоатомиздат, 1985.
Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. Теория работы электрооборудования, электрические схемы и аппараты. М.: Транспорт, 1980.
Теория электрической тяги /В.Е Розенфельд, И.П. Исаев, Н.Н. Сидоров, М.И. Озеров. М.: Транспорт, 1995.
Дополнительная литература
Ильинский Н.Ф. Основы электропривода. М.: Изд-во МЭИ, 2000.
Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981.
Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1982.
Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями /О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1983.
Справочник по автоматизированному электроприводу /Под ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского. М.: Энергоиздат, 1983.
Ефремов И.С., Коварев Г.В. Теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта. М.: Высш. шк., 1976.
Поздеев А.А. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары.: Изд-во Чуваш. гос. ун-та, 1998.
Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Высш. шк., 1990.
05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения»
ПРОГРАММА-МИНИМУМ
кандидатского экзамена по специальности
05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы
и устройства телевидения»
по техническим и физико-математическим наукам
Введение
Настоящая программа базируется на вузовских дисциплинах, соответствующих государственному образовательному стандарту (ГОС) по направлению «Радиотехника». Основной материал содержится в дисциплинах: радиотехнические цепи и сигналы; электродинамика и распространение радиоволн; схемотехника аналоговых электронных устройств; цифровые устройства и микропроцессоры; устройства СВЧ и антенны; электроника; устройства генерирования и формирования сигналов; устройства приема и преобразования сигналов; вычислительные устройства и системы; радиотехнические системы; статистическая теория радиотехнических систем.
Программа разработана Московским авиационным институтом (государственным техническим университетом), согласована с Московским государственным техническим университетом им. Н.Э. Баумана, Московским энергетическим институтом (техническим университетом), Институтом радиоэлектроники РАН, УМО «ЛЭТИ» по направлению «Радиотехника» и одобрена экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по электронике, измерительной технике, радиотехнике и связи.
1. Статистическая радиотехника
1.1. Математическое описание и методы анализа сигналов и помех
Пространство сигналов. Метрические и линейные пространства сигналов.
Дискретные представления сигналов. Полные ортонормальные системы.
Интегральные представления сигналов. Преобразования Фурье, Гильберта и другие интегральные преобразования.
Разложение сигнала по заданной системе функций. Гармонический анализ сигналов. Спектры периодических и непериодических сигналов. Теорема отсчетов Котельникова в частотной области.
Дискретные сигналы и их анализ. Дискретное преобразование Фурье и Гильберта и их свойства. Решетчатые функции. Z-преобразование.
Cообщения, сигналы и помехи. Передача, извлечение и разрушение информации. Радиосигналы. Радиосигналы с амплитудной и угловой (частотной и фазовой) модуляцией и их спектры. Радиосигналы со сложной (смешанной) модуляцией и их спектры. Огибающая, фаза и частота узкополосного сигнала. Аналитические сигналы.
Шумы и помехи как случайные процессы. Плотности распределения вероятностей, характеристические функции и функции распределения случайных процессов. Энергетические характеристики случайных процессов. Моментные и корреляционные функции. Спектральная плотность. Свойства корреляционных функций. Теорема Винера-Хинчина. Стационарность и эргодичность случайных процессов. Автокорреляционные и взаимные корреляционные функции. Непрерывность и дифференцируемость случайных процессов. Интегрирование случайных процессов. Гауссовский случайный процесс и его характеристики. Процессы близкие к гауссовскому. Импульсные и точечные случайные процессы. Марковские процессы. Узкополосные случайные процессы. Статистические характеристики огибающей, фазы и их производных для суммы сигнала и узкополосного шума. Выбросы случайных процессов.
1.2. Модели радиотехнических цепей и устройств
Линейные и нелинейные цепи и устройства. Методы анализа стационарных и переходных режимов в радиотехнических цепях, устройствах и динамических системах. Методы исследования устойчивости радиоустройств и динамических систем.
Линейные цепи и устройства с постоянными параметрами. Активные линейные цепи. Усилители и их характеристики. Параметры, графы и эквивалентные схемы усилителей. Прохождение сигналов и помех (детерминированных и случайных колебаний) через линейные цепи с постоянными параметрами.
Нелинейные цепи и устройства. Методы анализа нелинейных цепей. Умножители частоты. Амплитудные ограничители. Детекторы. Преобразователи частоты колебаний. Генераторы колебаний. Автоколебательные системы. Модуляторы колебаний. Цепи и устройства с переменными параметрами. Параметрическое усиление, преобразование и генерирование колебаний.
Воздействие случайных процессов на нелинейные и параметрические цепи и устройства. Статистические характеристики процессов на выходе нелинейных устройств и методы их нахождения.
Дискретные линейные системы. Методы анализа и синтеза дискретных радиотехнических устройств. Цифровые фильтры. Рекурсивные и нерекурсивные цифровые фильтры. Физическая осуществимость и устойчивость цифровых фильтров. Импульсные характеристики цифровых фильтров. Спектральный анализ с помощью дискретного и быстрого преобразования Фурье.
Следящие радиотехнические системы. Статистическая динамика радиотехнических следящих систем. Структурные схемы следящих систем: автоматической регулировки (усиления, автоматической подстройки частоты, фазовой автоподстройки и др.). Статистические характеристики дискриминаторов. Методы анализа динамических систем с переменными и случайными параметрами. Статистическая динамика непрерывных, дискретных и импульсных следящих радиосистем.
1.3. Цифровые методы обработки сигналов
Дискретизация сигналов по времени и квантование по уровню. Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и выбор параметров кода. Методы синтеза алгоритмов и устройств цифровой обработки сигналов. Цифровая фильтрация и цифровые фильтры. Ошибки квантования и округления. Методы расчета цифровых фильтров. Коэффициент передачи и импульсная характеристика цифровых фильтров. Цифровая фильтрация во временной и частотной областях. Цифровой спектральный анализ. Быстрое преобразование Фурье. Цифровая обработка многомерных сигналов и изображений.
2. Системы радиосвязи и телевидения
2.1. Радиосистемы и устройства передачи информации
Области применения и задачи передачи информации. Мера количества информации (Хартли, К. Шеннон). Энтропия источника информации и ее свойства. Избыточность. Производительность. Дифференциальная энтропия.
Пропускная способность канала связи. Формула Шеннона. Основная теорема кодирования. Понятие о кодировании информации: код, алфавит, основание и значность кода. Методы Фэно-Шеннона и Хаффмена построения эффективного кода. Принцип построения кодов, обнаруживающих и исправляющих ошибки. Способы приема двоичных сигналов в каналах с постоянными параметрами. Некогерентный прием двоичных АМ и ЧМ сигналов. Прием ФМ сигналов, «обратная работа» и применение ОФМ. Прием сигналов в каналах со случайными параметрами. Характеристики каналов. Одиночный прием двоичных флюктуирующих сигналов. Разнесенный прием сигналов. Теории потенциальной помехоустойчивости В.А. Котельникова. Критерий помехоустойчивости приема непрерывных сообщений. Выигрыш и обобщенный выигрыш в отношении сообщение (сигнал) шум. Алгоритм оптимальной демодуляции непрерывных сообщений при слабых помехах. Виды модуляции при передаче непрерывных сообщений. Мощность шума на выходе демодулятора и его энергетический спектр. Применение АМ, БМ, ОПМ, ФМ и ЧМ, их сравнение по выигрышу и физическое объяснение. Плата за повышенную помехоустойчивость при ФМ и ЧМ. Пороговые явления при передаче непрерывных сообщений. Цифровые методы передачи непрерывных сообщений. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Дифференциальная ИКМ и дельта-модуляция. Основы теории разделения сигналов и многоканальных РСПИ. Необходимое и достаточное условия линейного разделения сигналов. Частотное, временное и фазовое разделение сигналов. Разделение сигналов по форме. Асинхронное адресные системы передачи информации. Применение сложных шумоподобных сигналов в РСПИ.
Радиолинии. Диапазон радиоволн в системах передачи информации. Виды радиосистем передачи информации (РСПИ): связные, телевизионные, телеметрические и командные. Канал связи и его характеристики. Пропускная способность канала. Характеристики и параметры передаваемой информации. Структура радиосигналов. Методы модуляции и кодирования. Модемы и кодеки. Защита информации. Критерии качества РСПИ. Многоканальные РСПИ. Многостанционные радиосистемы передачи информации. Синхронизация в РСПИ: фазовая, тактовая, цикловая и кадровая синхронизация.
2.2. Радиотелевизионные системы
Физические принципы, используемые для формирования, передачи, приема и консервации изображений. Диапазон радиоволн, используемый в телевидении. Методы разложения изображений на элементы. Принцип последовательной передачи элементов изображения. Кадр, строки и элементы изображения. Слитность изображения. Синхронизация смены кадров и начала развертки строк. Формат телевизионного сигнала. Стандарты телевизионных сигналов.
Особенности построения телевизионных передатчиков. Передача радиосигнала изображения. Передача звукового сопровождения. Формирование и передача сигналов синхронизации и кода цветности сигнала. Преобразование оптического изображения в электрический сигнал в передающей телевизионной камере (ПТК). Оптическая система ПТК. Передающие телевизионные трубки. Мощные широкополосные усилители с корректирующими цепями. Методы стабилизации частоты в телевизионных передатчиках.
Особенности передающих и приемных телевизионных антенн метровых, дециметровых и сантиметровых волн. Особенности телевизионных приемников. Селектор каналов, преобразователь частоты, УПЧ, видеоусилитель и декодер цветности. Устройство выделения синхроимпульсов для синхронизации развертки изображения приемной телевизионной трубки. Генераторы строчной и кадровой развертки. Методы запоминания, сжатия и хранения изображений
Цифровое телевидение.
Спутниковые телевизионные системы.
Телевизионные системы обзора и наблюдения(в том числе и скрытного).
Телевизионные визиры. Телевизионные системы наведения и прицеливания.
Охранные телевизионные системы.
Системы предупреждения столкновения и системы причаливания.
2.3. Системы и устройства радиоуправления
Области применения и задачи управления объектами.
Элементы теории автоматического управления. Объекты управления. Контур следящего управления и его основные звенья.
Командное следящее радиоуправление, автономное радиоуправление, радиоуправление при наведении по лучу, управление космическими аппаратами. Особенности радиолиний управления объектами. Командно-измерительные комплексы. Радиоуправление приборами и агрегатами. Синтез и анализ систем радиоуправления. Использование имитационных моделей.
2.4. Системы радиоэлектронной борьбы
Задачи радиоэлектронной борьбы (РЭБ) с системами телевидения и радиосвязи.
Радиотехническая разведка (РТР). Определение параметров радиосигналов систем телевидения и радиосвязи различного назначения средствами РТР. Методы определения местоположения систем радиосвязи и телевидения. Эффективность средств РТР.
Методы и средства радиоэлектронного противодействия. Генераторы активных помех. Виды активных помех.
2.5. Радиотехнические системы и устройства в биологии, медицине, метрологии и других отраслях
Задачи радиосистем в биологии, медицине, метрологии и других отраслях. Использование ультразвуковых сигналов для медицинской диагностики и дефектоскопии.
Медицинские устройства СВЧ, радиометрии, интроскопии, томографии, кардиографии и т.п.
Радиотехнические устройства и приборы в метрологии.
Использование телевизионных систем в промышленности, биологии и медицине.
2.6. Методы проектирования и конструирования радиоэлектронных средств
Зависимость технических требований к РЭС от их назначения и условий эксплуатации. Технологичность конструкции. Методы стандартизации в конструировании. Компоновка и комплексная микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Интегральная микросхемотехника, большие (БИС) и сверхбольшие (СБИС) интегральные схемы.
Печатный монтаж. Ремонтопригодность РЭА. Способы защиты РЭА от воздействия окружающей среды, динамических перегрузок и электромагнитного излучения. Тепловой режим РЭА. Надежность РЭА.
3. Радиотехнические устройства
3.1. Антенны: излучение и прием радиоволн, распространение электромагнитных волн
Уравнения Максвелла. Граничные условия. Энергия электромагнитного поля. Электромагнитные волны и решение однородных уравнений электродинамики. Плоские волны на границе раздела однородных сред. Рефракция радиоволн в неоднородных средах. Распространение радиоволн в природных условиях. Явления дифракции и интерференции.
Канализация радиоволн. Волноводы и фидеры. Теория цепей СВЧ. Электромагнитные резонаторы. Взаимные и невзаимные устройства СВЧ.
Элементы теории антенн. Типы направляющих систем. Элементарные излучатели. Ближняя и дальняя зоны. Приемная и передающая антенны, их параметры и характеристики. Влияние вида распределения электромагнитного поля в раскрыве антенны на основные параметры антенн. Техническая реализация антенн различных диапазонах радиоволн для целей радиосвязи и телевидения.
3.2. Устройства генерирования и формирования сигналов
Генераторы и автогенераторы. Режимы самовозбуждения, их особенности. Стабильность частоты и методы ее повышения. Стабилизация с помощью высокодобротных колебательных систем (резонаторов). Кварцевые генераторы. Квантовые эталоны частоты. Умножители частоты. Синтезаторы частоты. Факторы, ограничивающие мощность генераторов. Суммирование мощностей генераторов.
Управление колебаниями (модуляция). Основы теории линейной и нелинейной модуляции (манипуляции).
Генерация и усиление СВЧ колебаний. Основные типы генераторов и усилителей СВЧ.
3.3. Устройства приема и преобразования сигналов
Основные типы радиоприемных устройств. Узлы радиоприемников, их схемные решения и расчет. Преобразователи частоты сигналов, смесители и гетеродины. Детекторы сигналов: амплитудные, частотные и фазовые. Усилители различных частотных диапазонов. Автоматические регулировки в радиоприемниках. Особенности телевизионных и связных радиоприемников. Элементная база радиоприемных устройств. Методы проектирования радиоприемников. Моделирование радиоприемников и их элементов. Вторичные источники электропитания.
Основная литература
Гоноровский И.С., Демин М.П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1994.
Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991.
Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Высш. шк., 1990.
Антенны и устройства СВЧ: Учебник для вузов / Под ред. Д.И. Воскресенского. М: Изд-во МАИ, 1999.
Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика: Учебник для вузов. М: «ИПРЖР», 2003.
Устройства генерирования и формирования радиосигналов / Под ред. Г.М. Уткина, М.В. Благовещенского, В.Н. Кулешова. М.: Радио и связь, 1994.
Радиотехнические системы передачи информации / Под ред. В.В. Калмыкова. М.: Радио и связь, 1990.
Дополнительная литература
Самойленко В.И., Пузырев В.А., Грубрин И.В. Техническая кибернетика: Учеб. пособие для вузов. М: Изд-во МАИ, 1994.
Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория: Справочник / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: ЗАО «МАКВИС», 1998.
Спутниковая связь и вещание: Справочное издание / Под ред. Л.Я. Кантора. М.: Радио и связь, 1997.
Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными сигналами. М.: Радио и связь, 1991.
Цифровые процессоры обработки сигналов: Cправочник / Под ред. А.Г. Остапенко. М.: Радио и связь, 1994.
Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2000.