2016年沈阳理工大学803自动控制原理二考试大纲

　　自动控制原是导航制导与控制类专业的一门重要基础理论课，本科目的考试内容包括自动控制原理的基本概念，控制系统的数学描述方法，控制系统时域分析，根轨迹法，频率分析法及控制系统校正方法等部分。要求考生能熟练掌握自动控制原理的基本理论，具有分析和处理一些基本问题的能力。

　　一、考试基本内容
　　（一）自动控制系统概述：
　　开环控制与闭环控制，自动控制系统的组成及定义，受控对象、参考输入、控制量、输出量、偏差信号、扰动信号、前向通道、反馈通道、控制器、执行元件、比较元件定值元件、测量变送元件；恒值控制系统与随动控制系统；线性系统与非线性系统；连续系统与离散系统；系统响应、动态过程、稳态过程；控制系统设计原则和方法。
　　（二）控制系统的数学描述方法：
　　控制系统的微分方程建立；非线性微分方程的线性化方法；拉氏变换及应用；拉氏变换法求解微分方程；传递函数定义、性质；控制系统传递函数典型环节；比例环节、积分环节、微分环节、一阶惯性环节、二阶振荡环节、延迟环节；系统传递函数建立；动态结构图建立、化简；单位反馈控制系统、开环传递函数、闭环传递函数、系统输出、误差传递函数；比例、积分、微分控制。
　　（三）控制系统的时域分析：
　　系统实验信号；单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位均匀加速信号、单位正弦信号；系统响应：单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应；控制系统性能指标：上升时间、峰值时间、超调量、调节时间、稳态误差；一阶系统分析；二阶系统分析：二阶系统的数学模型，过阻尼运动，临界阻尼运动，欠阻尼运动，无阻尼运动；性能指标计算；二阶系统响应特性改善；控制系统稳定性分析；代数稳定性判据；劳斯判据，控制系统稳态误差分析。
　　（四）根轨迹法：
　　根轨迹法基本概念；控制系统根轨迹，根轨迹条件方程，控制系统根轨迹图；绘制根轨迹图的基本法则；控制系统根轨迹绘制；控制系统根轨迹法分析
　　（五）频率分析法：
　　频率特性基本概念；频率特性的数学表示及作图；幅频特性，相频特性；典型环节频率特性；控制系统开环频率特性作图；频域稳定性判据；伯德图上的稳定性判据；稳定裕度：幅值裕度，相位裕度；由开环频率特性确定系统的稳态性能；由开环频率特性确定系统动态性能。
　　（六）控制系统校正方法
　　系统校正基础；性能指标，稳态性能指标，动态性能指标，校正结构；根轨迹法校正：积分校正，微分校正，微分-积分校正特点及校正方法；频率法校正；超前校正，滞后校正，超前-滞后校正的特点及校正方法；参考模型法校正，二阶参考模型校正，四阶参考模型校正；频率法反馈校正。

　　二、考试要求
　　（一）自动控制系统概述：
　　（1）深入理解并掌握自动控制系统的组成及定义，受控对象、参考输入、控制量、输出量、偏差信号、扰动信号、前向通道、反馈通道、控制器等概念。
　　（2）深入理解并掌握系统响应、动态过程、稳态过程，控制系统设计原则和方法。
　　（3）熟练掌握开环控制与闭环控制，恒值控制系统与随动控制系统；线性系统与非线性系统；连续系统与离散系统特点。
　　（4）了解执行元件、比较元件，定值元件、测量变送元件。
　　（二）控制系统的数学描述方法：
　　（1）深入理解并掌握控制系统传递函数典型环节；比例环节、积分环节、微分环节、一阶惯性环节、二阶振荡环节、延迟环节物理意义；单位反馈控制系统、开环传递函数、闭环传递函数、系统输出、误差传递函数形成；比例、积分、微分控制含义和方法。
　　（2）熟练掌握系统传递函数建立、化简。
　　（3）理解并掌握拉氏变换法求解微分方程；非线性微分方程的线性化方法。传递函数定义、性质。
　　（4）掌握控制系统的微分方程建立；拉氏变换及应用。
　　（5）了解动态结构图建立。
　　（三）控制系统的时域分析:
　　（1）熟练掌握控制系统性能指标：上升时间、峰值时间、超调量、调节时间、稳态误差的计算。
　　（2）深入理解二阶系统的数学模型，过阻尼运动，临界阻尼运动，欠阻尼运动，无阻尼运动特点。
　　（3）熟练掌握系统响应：单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应分析。
　　（4）理解并掌握系统实验信号；单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位均匀加速信号、单位正弦信号使用。
　　（5）理解并掌握二阶系统响应特性改善方法。
　　（6）熟练掌握一阶系统分析；二阶系统分析。
　　（7）理解并掌握控制系统稳态误差分析。
　　（8）熟练掌握代数稳定性判据；劳斯判据，赫尔维次判据，林纳得。奇帕特判据。
　　（四）轨迹法:
　　（1）理解并掌握根轨迹法基本概念；控制系统根轨迹，根轨迹条件方程。
　　（2）熟练掌握绘制根轨迹图的基本法则；控制系统根轨迹绘制。
　　（3）熟练掌握控制系统根轨迹分析方法。
　　（五）频率分析法：
　　（1）理解并掌握频率特性基本概念，幅频特性，相频特性物理意义。
　　（2）熟练掌握频率特性的幅频特性，相频特性伯德图制作。
　　（3）熟练掌握控制系统开环频率特性作图，伯德图上的稳定性判据；稳定裕度：幅值裕度，相位裕度。
　　（4）了解由开环频率特性确定系统的稳态性能；由开环频率特性确定系统动态性能。
　　（六）控制系统校正方法：
　　（1）熟练掌握频率法校正；超前校正，滞后校正特点及校正方法。
　　（2）理解掌握系统校正基础；性能指标，稳态性能指标，动态性能指标，校正结构。
　　（3）了解根轨迹法校正：积分校正，微分校正，微分-积分校正特点及校正方法。
　　（4）了解参考模型法校正，二阶参考模型校正，四阶参考模型校正；频率法反馈校正方法。

　　三、题型
　　（一）选择题（10分）：主要考察基本概念、基本术语等。
　　（二）填空题（10分）：主要考察自动控制基础理论等。
　　（三）简答题（5小题，每小题6分，共30分）：以书后思考题为例，考察自动控制系统设计与分析中包含的主要问题。
　　（四）计算题（5小题，每小题10分，共50分）：以简单计算题为主。
　　（六）计算题（20分）：考察自动控制原理分析能力，主要章节每章各一题。
　　（七）设计题（20分）：考察自动控制原理设计能力
　　（八）综合题（10分）：考察自动控制原理分析与设计能力

　　（实习编辑：魏明瑞）