自考復習需要重視考試大綱，考試命題是圍繞大綱來的，所以復習一定要緊扣考試大綱，再結合考試大綱來弄懂重點、難點、疑點。因為考試大綱一般都是含有命題來指導思想工作、考試范圍、命題要求等重要信息。為了輔助各位考生學習，希賽網自考頻道為各位考生整理了2022年自考27481控制工程基礎復習資料，希望能對大家有所幫助。

2022年自考27481控制工程基礎復習資料

一、課程性質及其設置目的與要求

（一）課程性質和特點

控制工程基礎課程是江蘇省高等教育自學考試電子工程專業(yè)本科段的必修的專業(yè)基礎課，該課程是電子工程專業(yè)課程體系中的骨干課程之一。

控制工程基礎知識在各個領域都有著廣泛的應用，如航空航天系統(tǒng)、現代交通運輸系統(tǒng)、管理決策系統(tǒng)、生產控制系統(tǒng)、機械控制系統(tǒng)、國防武器系統(tǒng)等等，是人們開發(fā)、利用信息傳遞以支持組織自動化生產，開發(fā)自動控制設備，是一門能極大地促進了現代社會組織的變革、推進了社會現代化進程、提高了組織自身素質與競爭能力的科學。

隨著自動控制技術不斷發(fā)展，自動控制技術這支利劍必須切實瞄準各行各業(yè)的業(yè)務需求這個目標，做到有的放矢，才能真正發(fā)揮作用?？刂乒こ袒A這門課程的任務就是利用自動控制的理論及思想，結合具體實際情況，幫助學生掌握分析控制系統(tǒng)的性能及設計控制器的基本方法，從而提高學生理論水平，鍛煉他們進行系統(tǒng)開發(fā)的能力，為將來從事實際工作奠定堅實的基礎。

控制工程基礎是一門系統(tǒng)性很強的應用型課程，是以講解控制系統(tǒng)分析、設計及提高系統(tǒng)性能為主要內容，引導學生利用應用數學、力學、電子工程學等知識，不斷深入理解控制工程相關知識、靈活運用知識的一門科學。課程具有較強的理論性，學生通過具體的機械及電子控制系統(tǒng)的專門學習，在樹立清晰的系統(tǒng)意識的基礎上，掌握控制系統(tǒng)性能分析與系統(tǒng)設計的各種方法。通過本課程的學習，學生不僅可以增強自學能力和獨立研究能力，而且提高自身的開發(fā)能力，成為具備較強的研究能力、創(chuàng)新能力和駕馭現代化控制技術能力的復合型人才。

（二）本課程的基本要求

通過本課程的學習，應達到如下要求：

1．以機械運動作為主要控制對象，重點掌握數學模型及分析的基本思想和方法。熟練掌握典型系統(tǒng)（特別是一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)）的時域和頻域特性；

2．重點掌握線性系統(tǒng)的性能指標的定義及意義，以及相應的求取思想和基本方法；

3．重點掌握自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的概念和常用的判定方法，能熟練應用基本的判定方法判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

4．熟練掌握在典型輸入信號作用下，系統(tǒng)的響應；

4．熟練掌握控制系統(tǒng)建模的基本方法及模型簡化的基本手段；

5．掌握控制系統(tǒng)傳遞函數的概念，深刻理解傳遞函數性質及物理意義；

6．掌握控制系統(tǒng)的設計思想和基本的方法；

7．對基本的校正裝置的作用有所了解。

（三）本課程與相關課程的聯(lián)系

本課程的前修課程是高等數學、力學、電工、電子線路等，須具備有一定的電子工程基礎知識，以便能順利掌握機械系統(tǒng)、電子工程中的數學模型的建立以及所需的運算工具。

二、課程內容與考核目標

第一章 概論

一、課程內容

本章主要介紹了控制理論發(fā)展過程及在工程上的應用；自動控制系統(tǒng)的基本概念；控制理論在機械制造工業(yè)中的應用；課程的整體安排。

二、學習目的與要求

通過本章的學習使學生走進控制工程領域，了解控制理論在工程中的應用發(fā)展現狀，了解自動控制理論在機械制造工業(yè)中的一些具體應用，了解本課程學習的知識結構和安排，掌握控制系統(tǒng)的基本概念。

三、考核知識點與考核要求

（一）領會控制理論的發(fā)展過程，及在發(fā)展各階段的主要特點。

（二）熟練掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念：

1．自動控制系統(tǒng)的工作原理；2.開環(huán)控制；3.閉環(huán)控制；4.反饋控制系統(tǒng)基本組成及組成的元件；5.自動控制系統(tǒng)的基本類型；6.對控制系統(tǒng)的基本要求。

（三）領會控制理論在機械制造工業(yè)中的應用：

1.離心調速器；2.機器人關節(jié)司服系統(tǒng)；3.三坐標數控機床；4.六自由度工業(yè)機器人；5.感應導線式自動導引車；6.柔性制造系統(tǒng)。

（四）掌握本課程的基本要求。

第二章 控制系統(tǒng)的動態(tài)數學模型

一、課程內容

本章主要介紹：

（一）基本環(huán)節(jié)數學模型

1．質量——彈簧——阻尼系統(tǒng)

應用牛頓第二定律建立質量——彈簧——阻尼系統(tǒng)的運動微分方程。

2．電路網絡

應用基爾霍夫定律和區(qū)姆定律建立電路網絡系統(tǒng)的微分方程。

3．電動機

應用力學、電學方面定律建立電樞控制式直流電動機的數學模型。

（二）數學模型的線性化

1．各類非線性現象。

2．系統(tǒng)線性化處理的方法。

（三）拉氏變換及反變換

1．拉氏變換定義

2．簡單函數的拉氏變換

（1）單位階躍函數；

（2）指數函數；

（3）正弦函數和余弦函數。

（4）冪函數。

3．拉氏變換的性質

（1）疊加原理；

（2）微分定理；

（3）積分定理；

（4）衰減定理；

（5）延時定理；

（6）初值定理；

（7）終值定理；

（8）時間比例尺改變的象函數；

（9）tx(t)的象函數；

（10）x(t)/t的拉氏變換；

(11)周期函數的象函數；

(12)卷積分的象函數。

4．拉氏反變換

（1）只含不同單極點的情況；

（2）含共軛復數極點的情況；

（3）含多重極點的情況。

5．用拉氏變換解常系數線性微分方程

（四） 傳遞函數以及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數

1．比例環(huán)節(jié)

2．一階慣性環(huán)節(jié)

3．微分環(huán)節(jié)

（1）理想微分環(huán)節(jié)；

（2）近似微分環(huán)節(jié)。

4．積分環(huán)節(jié)

5．二階振蕩環(huán)節(jié)

（五）系統(tǒng)函數方塊圖及其簡化

1．方塊圖單元；

2．比較點；

3．引出點；

4．串聯(lián)；

5．并聯(lián)；

6．反饋；

7．方塊圖變換法則；

8．方塊圖簡化。

（六）系統(tǒng)信號流圖及梅遜公式

1．信號流圖的表示方法。

2．梅遜公式。

（七）受控機械對象數學模型

1．高諧振頻率；

2．高剛度；

3．適當阻尼；

4．低轉動慣量。

（八）繪制實際物理系統(tǒng)的函數方塊圖

1．各種典型機械系統(tǒng)的傳遞函數。

2．各種電網絡及電氣系統(tǒng)的傳遞函數。

*（九）控制系統(tǒng)數學模型的MATLAB實現

*（十）狀態(tài)空間方程基本概念

二、學習目的與要求

通過本章學習明確為了分析、研究機械電子工程系統(tǒng)的動態(tài)特性，或對它們進行控制，最重要的一步首先是建立系統(tǒng)的數學模型，明確數學模型的含義，掌握采用解析方法建立一些簡單機、電系統(tǒng)的數學模型。

明確拉普拉斯（簡稱拉氏）變換是分析研究線性動態(tài)系統(tǒng)的有力工具，通過拉氏變換將時域的微分方程變換為復數域的代數方程，掌握拉氏變換的定義，用定義求常用函數的拉氏變換，會查拉氏變換表，掌握拉氏變換的重要性質及其應用，掌握用部分分式法求拉氏變換的方法以及了解用拉氏變換求解線性微分方程的方法。

掌握傳遞函數定義、特點及推導方法，方塊圖及其簡化法則。了解信號流程圖及梅遜公式的應用，以及數學模型、傳遞函數、方塊圖和信號流程圖之間的關系。

三、考核知識點與考核要求

（一）數學模型的概念：

1．熟練掌握數學模型的含義；

2．熟練掌握線性系統(tǒng)含義及其最重要的特征——可以運用疊加原理；

3．熟練掌握線性定常系統(tǒng)和線性時變系統(tǒng)的點義；

4．領會非線性系統(tǒng)的定義及其線性化方法。

（二）系統(tǒng)微分方程的建立：

1、掌握對于機械系統(tǒng)運用牛頓第二定律建立運動微分方程式；

2、掌握對于電氣系統(tǒng)運用基爾霍夫定律建立微分方程式。

（三）熟練掌握拉氏變換與拉氏反變換定義：

（四）熟練掌握典型時間函數的拉氏變換：

1、單位階躍函數的拉氏變換；

2、指數函數的拉氏變換；

3、正弦函數和余弦函數的拉氏變換；

4、冪函數的拉氏變換。

（五）掌握拉氏變換的性質

1、熟練掌握疊加原理；

2、熟練掌握微分定理；

3、熟練掌握積分定理；

4、衰減定理；

5、延進定理；

6、熟練掌握初值定理；

7、熟練掌握終值定理；

8、時間比例尺改變的象函數；

9、tx(t)的象函數；

10、x(t)/t的拉氏變換；

11、周期函數的象函數；

12、卷積分的象函數。

（六）掌握拉氏反變換

1、拉氏反變換

2、拉氏反變換的部分分式法：無重極點和有重極點的情況。

（七）熟練掌握用拉氏變換解常微分方程：

（八）熟練掌握傳遞函數：

1、傳遞函數的定義；

2、傳遞函數的主要特點。

（九）熟練掌握方塊圖及系統(tǒng)的構成：

1．方塊圖表示方法及其構成；

2．系統(tǒng)的構成：

（1）串聯(lián)環(huán)節(jié)的構成及計算；

（2）并聯(lián)環(huán)節(jié)的構成及計算;

(3) 反饋環(huán)節(jié)的構成及計算；

（4）誤差傳遞函數、前向通道傳遞函數、閉環(huán)傳遞函數、反饋通道傳遞函數和開環(huán)傳遞函數的定義及計算。

3．方塊圖的簡化；

4．畫系統(tǒng)方塊圖及求傳遞函數步驟。

（十）掌握信號流圖與梅遜公式；

1．信號流圖表示方法及其成；

2．信號流統(tǒng)與方塊圖之間的關系；

3．梅隸公式的應用。

（十一）掌握受控機械對象的數學模型：

1． 高諧振頻率；

2． 高剛度；

3． 適當阻尼；

4． 低轉動慣量。

（十二）掌握實際物理系統(tǒng)的傳遞函數方塊圖：

1． 各種機械系統(tǒng)的傳遞函數；

2． 各種電網絡及電氣系統(tǒng)的傳遞函數。

第三章 時域瞬態(tài)響應分析

一、課程內容

（一）時域響應以及典型輸入信號

1．時域響應的含義：

（1）瞬態(tài)響應的含義；

（2）穩(wěn)態(tài)響應當含義。

2．典型輸入信號的概念：

（1）選擇典型輸入信號的好處；

（2）常見的典型輸入信號。

階躍函數、斜坡函數、加速度函數、脈沖函數、正弦函數

（二）一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應

1．一階系統(tǒng)的單位階躍響應。

2．一階系統(tǒng)的單位斜坡響應。

3．一階系統(tǒng)的單位脈沖響應。

（三）二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應

1．二階系統(tǒng)的單位階躍響應：

（1）欠阻尼情況；

（2）臨界阻尼情況；

（3）過阻尼情況；

（4）零阻尼情況；

（5）負阻尼情況。

2．二階系統(tǒng)的單位脈沖響應：

（1）欠阻尼情況；

（2）臨界阻尼情況；

（3）過阻尼情況。

3．二階系統(tǒng)的單位斜坡響應：

（1）欠阻尼情況；

（2）臨界阻尼情況；

（3）過阻尼情況。

（四）時域分析性能指標

瞬態(tài)響應性能指標包括：

1． 上升時間；

2． 峰值時間；

3． 最大超調量；

4． 調整時間。

（五）高階系統(tǒng)的瞬間響應

1．主導極點的概念；

2．偶極子的概念。

*（六）借助MATLAB進行系統(tǒng)時間響應分析

（七）機電系統(tǒng)時域瞬態(tài)響應的實驗方法

二、學習目的與要求

通過本章學習，明確一個系統(tǒng)在建立了系統(tǒng)的數學模型（包括微分方程和傳遞函數）之后，就可以采用不同的方法來分析和研究系統(tǒng)的動態(tài)性能，時域分析是重要的方法之一。明確系統(tǒng)在外加作用激勵下，根據所描述系統(tǒng)的數學模型，求出系統(tǒng)的輸出量隨時間變化的規(guī)律，并由此確定系統(tǒng)的性能，明確系統(tǒng)的時間響應及其組成，脈沖響應函數的概念，掌握一階、二階系統(tǒng)的典型時間響應和高階系統(tǒng)的時間響應以及主導極點的概念。

三、考核知識點與考核要求

（一）熟練掌握時間響應：

1．時間響應的概念；

2．瞬態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應的定義。

（二）熟練掌握脈沖響應函數：

1．脈沖響應函數的定義；

2．脈沖響應函數與傳遞函數的關系；

3．如何利用脈沖響應函數求系統(tǒng)在任意輸入下的響應。

（三）熟練掌握一階系統(tǒng)的時間響應：

1．一階系統(tǒng)的傳遞函數及其增益和時間常數的計算；

2．一階系統(tǒng)的單位脈沖響應函數的計算；

3．一階系統(tǒng)的單位階躍響應函數的計算；

4．一階系統(tǒng)的單位斜坡響應函數的計算。

（四）二階系統(tǒng)的時間響應：

1．熟練掌握二階系統(tǒng)的傳遞函數及其無阻尼自然頻率、有阻尼自然頻率和阻尼比的計算；

2．熟練掌握二階系統(tǒng)特征方程；

3．熟練掌握二階系統(tǒng)特征方程根的分布；

4．熟練掌握欠阻尼下的單位階躍響應計算；

5．掌握臨界阻尼下的單位階躍響應；

6．掌握過阻尼下的單位階躍響應；

7．掌握阻尼比、無阻尼自然頻率與響應曲線的關系；

8．掌握不同阻尼比下的單位脈沖響應。

（五）領會高階系統(tǒng)的時間響應

1．主導極點的概念及其與時間響應的關系；

2．偶極子的概念。

（六）瞬態(tài)響應的性能指標

1．熟練掌握瞬態(tài)響應的性能指標定義；

2．熟練掌握二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應指標的計算；

3．掌握二階系統(tǒng)的阻尼比、無阻尼自然頻率與各性能指標間的關系。

第四章 控制系統(tǒng)的頻率特性

一、課程內容

（一）機電系統(tǒng)頻率特性的概念及其基本實驗方法。

1．頻率特性概述。

2．頻率特性的實驗求取。

（二）極坐標圖

1．曲型環(huán)節(jié)的乃氏圖：

（1）比例環(huán)節(jié)；

（2）積分環(huán)節(jié)；

（3）微分環(huán)節(jié)；

（4）一階慣性環(huán)節(jié)；

（5）二階振蕩環(huán)節(jié)；

（6）延遲環(huán)節(jié)。

2．乃氏圖的一般作圖方法。

（三）對數坐標圖

1．典型環(huán)節(jié)的伯德圖：

（1）放大環(huán)節(jié)；

（2）積分環(huán)節(jié)；

（3）一階慣性環(huán)節(jié)；

（4）一階微分環(huán)節(jié)；

（5）二階振蕩環(huán)節(jié)；

（6）延遲環(huán)節(jié)。

2．一般系統(tǒng)伯德圖的作圖方法。

3．最小相位系統(tǒng)：

（1）最小相位系統(tǒng)定義；

（2）非最小相位系統(tǒng)概念。

（四）由頻率特性曲線求系統(tǒng)的傳遞函數

（五）由單位脈沖響應求系統(tǒng)頻率特性

*（六）對數幅相圖

（七）控制系統(tǒng)的閉環(huán)頻響

1．由開環(huán)頻率特性估計閉環(huán)頻率特性。

2．系統(tǒng)頻域指標：

（1）開環(huán)頻域指標；

（2）閉環(huán)頻域指標。

（八）機械系統(tǒng)動剛度概念

*（九）借助MATLAB進行控制系統(tǒng)的頻率響應分析

二、學習目的與要求

通過本章學習，明確頻率特性的基本概念，頻率特性與傳遞函數的關系，系統(tǒng)動剛度的概念，掌握頻率特性的兩種表示方法以及頻率特性與時間響應的關系，各基本環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的極坐標圖和伯德圖的畫法，閉環(huán)頻率特性及相應的性能指標，為頻域分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及綜合校正打下基礎。

三、考核知識點與考核要求

（一）熟練掌握頻率特性：

1．頻率特性的定義；

2．頻率特性與傳遞函數的關系；

3．系統(tǒng)動剛度概念；

4．傳遞函數、頻率特性和時間的關系；

5．頻率特性的對數坐標圖和極坐標圖的表示方法。

（二）熟練掌握頻率特性的對數坐標圖：

1．對數坐標圖的組成及特點；

2．各種典型環(huán)節(jié)的伯德圖近似畫法及相應的誤差計算；

3．繪制伯德圖的一般步驟和方法。

（三）熟練掌握頻率特性的極坐標圖：

1．極坐標圖的表示方法及特點；

2．各種典型環(huán)節(jié)的極坐標圖的畫法及特點；

3．系統(tǒng)極坐標圖的一般畫法及特殊點計算方法；

4．系統(tǒng)的型次、階次及零、極點位置對極坐標圖的影響。

（四）熟練掌握閉環(huán)頻率特性與頻域性能指標：

1．系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性概念及其計算方法；

2．頻域性能指標及計算方法。

（五）熟練掌握最小相位系統(tǒng)的概念：

1．最小相位系統(tǒng)的定義；

2．非最小相位系統(tǒng)中，當零、極點分布在s的右半平面時，與系統(tǒng)頻率特性的關系。

第五章 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

一、課程內容

（一）系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念

（二）系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件

（三）代數穩(wěn)定性判據

1． 勞斯穩(wěn)定性判據

（四）乃奎斯特穩(wěn)定性判據

1．米哈伊洛夫定理

2．乃奎斯特穩(wěn)定性判據

3．乃奎斯特穩(wěn)定性判據的另一表述

*4．應用逆Nyguist圖的Nyguist穩(wěn)定判據

（五）應用乃奎斯特判據分析延時系統(tǒng)的穩(wěn)定性

1． 延時環(huán)節(jié)并聯(lián)在閉環(huán)系統(tǒng)前向通道中時的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

*2．延時環(huán)節(jié)并聯(lián)在閉環(huán)系統(tǒng)前向通道中時的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（六）由伯德圖判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性

（七）控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性

1．相位裕量v。

2．幅值裕量kg。

*（八）借助MATLAB分析系統(tǒng)穩(wěn)定性

*（九）李雅普諾夫穩(wěn)定性方法

二、學習目的與要求

通過本章學習明確穩(wěn)定性的概念，掌握判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本準則，掌握勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據和乃奎斯特穩(wěn)定判據以及相對穩(wěn)定性的概念。

三、考核知識點與考核要求

（一）熟練掌握穩(wěn)定性：

1、穩(wěn)定性概念；

2、判別穩(wěn)定性的基本準則，即系統(tǒng)穩(wěn)定性的必要和充分條件；

3、判別穩(wěn)定性的基本方法，直接計算特征根和判別特征根在S平面上的位置。

（二）熟練掌握勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定性判據：

1、勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定性判據的原理及系統(tǒng)穩(wěn)定必要條件；

2、勞斯穩(wěn)定性判據充分條件以及判別方法和步驟；

3、勞斯隊列中幾種特殊情況的處理方法；

4、赫爾維茨穩(wěn)定性判據充分條件以及方法和步驟。

（三）熟練掌握乃奎斯特穩(wěn)定性判據：

1．基本原理：

通過系統(tǒng)開環(huán)乃奎斯特圖以及開環(huán)極點的位置來判別閉環(huán)特征方程的根在S平面上的位置，從而判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(1) 閉環(huán)特征方程；

(2) 米哈伊洛夫定理；

(3) 乃奎斯特判據；

(4) 用乃奎斯特法判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

(5) 對O型系統(tǒng)判穩(wěn)定方法及特殊點計算方法；

(6) 對I型系統(tǒng)判穩(wěn)定方法及特殊點的計算方法；

(7) 對II型系統(tǒng)判穩(wěn)定方法及特殊點的計算方法；

(8) 對具有延時環(huán)節(jié)系統(tǒng)判別穩(wěn)定方法及計算。

2．掌握應用實例：

明確系統(tǒng)參數對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

（四）系統(tǒng)相對穩(wěn)定性：

1．熟練掌握系統(tǒng)相對穩(wěn)定性：

（1）相位欲量和幅值裕量在極坐標圖和伯德圖上的表示方法；

（2）相位裕量和幅值裕量來衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性時應注意的幾個問題。

2．掌握條件穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念。

第六章 控制系統(tǒng)的誤差分析和計算

一、課程內容

（一）穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念

1．誤差和偏差；

2．誤差和穩(wěn)態(tài)誤差。

（二）輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差

1．誤差傳遞函數與穩(wěn)態(tài)誤差。

2．靜態(tài)誤差系數：

（1）系統(tǒng)類別與系統(tǒng)階次；

（2）系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差；

（3）靜態(tài)位置誤差系數和位置誤差；

（4）靜態(tài)速度誤差系數和速度誤差；

（5）靜態(tài)加速度誤差系數和加速誤差。

（三）干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差

（四）減少系統(tǒng)誤差的途徑

1、按干擾補償；

2、按輸入補償。

*（五）動態(tài)誤差系數

二、學習目的與要求

通過本章學習明確系統(tǒng)的誤差的概念；穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法，以及系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)型次的關系，靜態(tài)誤差系數與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的關系。

三、考核知識點與考核要求

（一）熟練掌握誤差、偏差的概念：

1．誤差、偏差的概念；

2．穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)偏差的計算。

（二）熟練掌握輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差：

1．誤差傳遞函數與穩(wěn)態(tài)誤差的概念；

2．系統(tǒng)類別的定義；

3．系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)類別、開環(huán)增益及輸入信號之間的關系；

4．靜態(tài)位置誤差系統(tǒng)和位置誤差定義以及與系統(tǒng)類別的關系；

5．靜態(tài)速度誤差系數與速度誤差定義以及與系統(tǒng)類別的關系；

6．靜態(tài)加速度誤差系數和加速度誤差定義以及與系統(tǒng)類別的關系；

7．不同類別系統(tǒng)在不同輸入信號下的穩(wěn)態(tài)誤差。

（三）掌握振動作用下系統(tǒng)干擾穩(wěn)態(tài)誤差的計算。

（四）領會減小系統(tǒng)誤差的途徑：

1、按干擾補償的概念和按干擾全補償的條件；

2、按輸入補償的概念和在輸入信號作用下誤差全補償條件。

第七章 控制系統(tǒng)的綜合與校正

一、課程內容

（一）系統(tǒng)的性能指標 。

1．時域性能指標；

2．開環(huán)頻域指標；

3．閉環(huán)頻域指標；

4．綜合性能指標（誤差準則）。

（二）系統(tǒng)的校正概念

1．校正的含義；

2．校正的方法。

（三）串聯(lián)校正

1．超前校正；

2．滯后校正；

3．滯后-超前校正；

4．PID調節(jié)器：

（1）比例控制器（P調節(jié)）；

（2）積分控制器（I調節(jié)）；

（3）微分控制器（D調節(jié)）；

（4）比例-積分-微分控制器（PID調節(jié)）。

（四）反饋校正

1．利用反饋校正改變局部結構和參數；

2．速度反饋和加速度反饋。

（五）用頻率法對控制系統(tǒng)進行綜合與校正

1．典型系統(tǒng)的希望對數頻率特性。

（1）二階最優(yōu)模型；

（2）高階最優(yōu)模型。

2．希望對數頻率特性與系統(tǒng)性能指標的關系。

3．用希望對數頻率特性進行校正裝置的設計。

（六）典型機電反饋控制系統(tǒng)校正舉例

1．直流電動機調速系統(tǒng)：

（1）直流伺服電動機-測速機機組；

（2）PWM功率放大器；

（3）霍爾電流傳感器；

（4）電流環(huán)（跨導功率放大器）的分析與設計。

2．電壓-位置隨動系統(tǒng)。

*（七）確定PID參數的其他方法

*（八）MATLAB在系統(tǒng)綜合校正中的應用

二、學習目的與要求

通過本章學習，明確在預先規(guī)定了系統(tǒng)性能指標情況下，如何選擇適當的校正環(huán)節(jié)和參數，使系統(tǒng)滿足這些要求，因此，需掌握系統(tǒng)的時域性能指標、頻域性能指標以及它們之間的相互關系，以及各種校正方法的實現。

三、考核知識點與考核要求

（一）掌握控制系統(tǒng)性能指標及校正方法：

1．系統(tǒng)性能指標的分類；

2．系統(tǒng)瞬態(tài)性能指標的含義及通常采用的指標；

3．穩(wěn)態(tài)性能指標的含義及通常采用的指標；

4．頻域性能指標的含義及通常采用的指標；

5．二階系統(tǒng)頻域性能指標與時域性能指標間的關系；

6．頻率特性曲線中，不同頻率段的特性與系統(tǒng)性能的關系；

7．校正的目的及方式。

（二）掌握控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正：

1．相位超前校正的特點及實現方法；

2．相位滯后校正的特點及實現方法；

3．領會相位滯后-超前校正的特點及實現方法；

4．PID校正的特點及實現方法。

（三）掌握控制系統(tǒng)的反饋校正

1．利用反饋校正改變局部結構和參數；

2．速度反饋和加速度反饋的特點及實現方法。

*第八章 根軌跡法

*第九章 控制系統(tǒng)的非線性問題

*第十章 計算機控制系統(tǒng)

三、有關說明和實施要求

（一）關于考核目標的說明

本大綱在考核目標中，按照領會、掌握、熟練掌握三個層次要求考生，三個能力層次是遞進關系，各能力層次分別表示：

1.領會：知曉本課程中有關的名詞、概念、知識的意義，并能正確認識和表達，這是最低層次的要求。

2.掌握：在領會的基礎上，能全面理解《控制工程基礎》中提出的基本概念、原理、方法，回答一些基本的問題，并能對各種概念、原理、方法進行聯(lián)系和區(qū)別，這是較高層次的要求。

3. 熟練掌握：在領會和掌握的基礎上，能運用基本概念、原理與方法進行控制系統(tǒng)分析過程中各個階段工作，同時能用各種圖、表、文字、數據正確地表述、完整地表達自己對某實際系統(tǒng)進行分析與設計的思路與過程，這是最高層次的要求，也是本課程的重點內容。

4．其中打*的部分，自學考試大綱不做要求。

（二）自學教材與主要參考書

自學教材：《控制工程基礎》，董景新、趙長德、熊沈蜀、郭美鳳編著，清華大學出版社，2009年第三版。

（三）自學方法的指導

本課程是一門系統(tǒng)性很強的基礎課，力求在掌握控制工程基礎上的基本概念、基本知識與基本方法基礎上，有機的結合機電系統(tǒng)的實際，掌握好數理基礎與專業(yè)知識之間的聯(lián)系，根據本課程的特點，做好各章節(jié)消化以進一步學習的工作，特別注意抓住重點內容?？忌谧詫W過程中，應注意以下幾點：

1．本課程內容涉及控制工程中的系統(tǒng)分析與設計的各個階段，內容比較多，范圍比較廣。自學者首先應認真閱讀大綱中關于該章的考核知識點、自學要求和考核要求，注意大綱對知識點的不同層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數，有的放矢。

2．閱讀教材時，應根據大綱的要求，全面系統(tǒng)地學習各章的內容，對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在全面系統(tǒng)的基礎上掌握重點，在閱讀時如遇到個別細節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學習的基礎上，可暫時擱置，等閱讀完整本教材以后，再回過頭來思考這些遺留問題，以求提高學習效果。

3．學完教材的每一章內容后，應認真完成教材中的習題，尤其是要求熟練掌握的知識點的練習，這一過程可以幫助自學者理解、消化和鞏固所學的知識，增強分析問題、解決問題的能力。

4．本課程要注意將理論與實踐應用相結合。在學習過程中要牢記基本的定義和必需的基本公式，而應當將課程中所涉及的基本理論知識，在消化的基礎上融會貫通，力求掌握其精髓，尤其要把握好對性能指標的理解和分析的方法。

（四）對社會助學的要求

1．社會助學者應根據本大綱規(guī)定的考試內容和考核目標，認真鉆研指定教材，明確本課程與其它課程不同的特點和學習要求，對自學者進行切實有效的輔導，防止他們出現自學中的各種偏向，把握社會助學的正確方向。

2．輔導中要注意培養(yǎng)考生的自學能力，要引導他們逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題、分析問題和解決問題。

3．在本課程的助學或教學中，建議采用案例教學方法。培養(yǎng)考生的上述能力是十分必要的，這不僅能使考生習盡可能多的知識，還使他們能夠在考試中最大限度地發(fā)揮潛能。要盡可能給予考生展示能力的機會，并為他們提供各種實例，鼓勵獨立完成練習。

4．要正確處理重點和一般的關系。課程內容有重點與一般之分，但考試內容是全面的，而且重點與一般是相互影響的，社會助學者應指導自學應考者全面系統(tǒng)地學習教材，掌握全部考核內容和考核知識點，并在此基礎上突出重點。切勿孤立地抓重點，把自學者引向猜題押題的誤途。

（五）關于命題考試的若干規(guī)定

1．本課程的命題應根據本大綱所規(guī)定的考試內容和考試目標來確定范圍，本大綱各章所列內容和考試目標均為考試內容，不要任意擴大和縮小考試范圍，提高或降低考核要求。考試命題覆蓋到各章，并適當突出重點章節(jié)，體現本課程的重點內容。

2．試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領會”10%；“掌握”20%，“熟練掌握”為70%。

3．試題要合理安排難度結構。試題難易可分為易、較易、較難、難四個等級。每份試卷中，該四檔在各份試卷中所占的分數比例一般為：2：4：3：1。

4．本課程考試試卷可能采用的題型有：選擇題、填空題、圖解及簡答題、綜合應用題等。各種題型的具體樣式參見本大綱附錄。

5．考試方式為閉卷筆試，考試時間為150分鐘。評分采用百分制，60分為及格。

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