2022年山東石油化工學(xué)院專升本自動控制原理考試大綱

一、總體要求

考生應(yīng)理解“ 自動控制原理”中控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、典 型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖化簡、一階二階系統(tǒng)的 時域響應(yīng)、勞斯穩(wěn)定判據(jù)、控制系統(tǒng)的誤差、控制系統(tǒng)開環(huán) 對數(shù)頻率特性、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)、系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性和穩(wěn) 定裕度;學(xué)會上述各部分的基本方法; 掌握 180 度常規(guī)根軌 跡繪制、控制系統(tǒng)的串聯(lián)超前校正、控制系統(tǒng)的串聯(lián)滯后校 正的基本概念與基本理論。考生應(yīng)注意各部分知識的結(jié)構(gòu)及 知識的內(nèi)在聯(lián)系;應(yīng)具有一定的抽象思維能力、邏輯推理能 力、運(yùn)算能力;有運(yùn)用基本概念、基本理論和基本方法正確 地分析和計算能力;能綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析并解決簡單的 實際問題。

二、內(nèi)容范圍和要求

(一) 自動控制的基本概念

1.理解自動控制系統(tǒng)的組成、框圖表示以及自動控制系 統(tǒng)的分類等基本概念。

2.掌握開環(huán)控制和閉環(huán)控制的概念; 熟練掌握閉環(huán)控制 系統(tǒng)工作原理的分析。

3.領(lǐng)會自動控制系統(tǒng)的性能要求。

(二) 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

1.了解用解析法建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一般方法; 能推導(dǎo) RLC 組成的簡單電路、運(yùn)算放大器組成的電路及主要的控制 部件如電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

2.熟悉系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的定義以及典型環(huán)節(jié)的 傳遞函數(shù)表達(dá)式; 深刻理解傳遞函數(shù)的零、極點(diǎn)含義，了解 傳遞函數(shù)的性質(zhì)。

3.理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的建立，掌握結(jié)構(gòu)圖的簡化規(guī)則，能 利用簡化規(guī)則熟練求取較復(fù)雜控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

4.理解信號流圖的概念和梅遜公式的應(yīng)用。

(三) 控制系統(tǒng)的時域分析法

1.熟悉用于控制系統(tǒng)時域分析的典型試驗信號; 掌握典 型輸入信號的時域表達(dá)式及拉氏變換式。

2.熟練掌握一階系統(tǒng)的動態(tài)性能分析與計算及提高性 能的方法。

3.掌握二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)與阻尼系數(shù)之間的關(guān)系; 熟練掌握二階系統(tǒng)欠阻尼情況下，單位階躍響應(yīng)的性能指標(biāo) 的分析與計算。

4.掌握高階系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)概念，理解高階系統(tǒng)的主 導(dǎo)極點(diǎn)分析方法的原理。

5.掌握控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件，熟練應(yīng)用勞斯判 據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，會分析開環(huán)放大系數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定的影 響。

6.掌握控制系統(tǒng)在階躍、斜坡、拋物線輸入作用下的穩(wěn)

態(tài)誤差計算方法; 掌握控制系統(tǒng)在階躍擾動作用下穩(wěn)態(tài)誤差

的計算; 掌握提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法。

(四) 控制系統(tǒng)的根軌跡分析法 1.理解根軌跡的定義。 2.理解常規(guī)根軌跡的繪制。 3.能用根軌跡分析控制系統(tǒng)的性能。

(五) 控制系統(tǒng)的頻域分析法

1.明確頻率響應(yīng)的基本概念; 掌握頻率特性的概念、求 取方法。

2.掌握典型環(huán)節(jié)的頻率特性的奈奎斯特圖(極坐標(biāo)圖) 和伯德圖(對數(shù)坐標(biāo)圖) 表示。

3.熟練掌握開環(huán)系統(tǒng)伯德圖的繪制方法。

4.掌握開環(huán)系統(tǒng)奈奎斯特圖的繪制方法和奈奎斯特穩(wěn) 定判據(jù)的應(yīng)用。

5.理解最小相位和非最小相位系統(tǒng)。

6.掌握增益裕量和相位裕量的概念; 能對系統(tǒng)進(jìn)行相對 穩(wěn)定性分析。

7.理解系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)與時域性能指標(biāo)之間的關(guān)系。 (六) 控制系統(tǒng)的校正 1.了解控制系統(tǒng)校正的基本概念; 掌握基本的校正方法。 2.掌握常用串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和基本特征。 3.熟練掌握基于頻率響應(yīng)法(伯德圖) 的系統(tǒng)串聯(lián)校正。 4.理解 PID 控制規(guī)律的概念及控制參數(shù)整定的規(guī)則。

三、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

試卷結(jié)構(gòu)： 填空題、單項選擇題、簡答題，滿分 100 分。

四、參考教材

劉文定、謝克明主編，《 自動控制原理》(第 3 版)，電 子工業(yè)出版社，2013 年。