?2023年山東石油化工學院專升本自動控制原理考試大綱

一、總體要求

考生應理解“ 自動控制原理 ”中控制系統(tǒng)數(shù)學模型、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、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。考生應注意各部分知識的結(jié)構(gòu)及 知識的內(nèi)在聯(lián)系;應具有一定的抽象思維能力、邏輯推理能 力、運算能力;有運用基本概念、基本理論和基本方法正確 地分析和計算能力;能綜合運用所學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.領會自動控制系統(tǒng)的性能要求。

（二）控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

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

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)表達式；深刻理解傳遞函數(shù)的零、極點含義， 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)單位階躍響應與阻尼系數(shù)之間的關系； 熟練掌握二階系統(tǒng)欠阻尼情況下，單位階躍響應的性能指標的分析與計算。

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

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（極坐標圖）和伯德圖（對數(shù)坐標圖）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)進行相對穩(wěn)定性分析。

7.理解系統(tǒng)頻域性能指標與時域性能指標之間的關系。

（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)絡的頻率特性和基本特征。

3.熟練掌握基于頻率響應法（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。