山東理工大學(xué)

科目代碼：924 科目名稱：自動控制原理

參考書：《自動控制理論》 李素玲 機(jī)械工業(yè)出版社 2019年1月

考試范圍說明：

一、自動控制的一般概念

知識點(diǎn)：

控制系統(tǒng)的一般概念：名詞術(shù)語;控制系統(tǒng)的組成 、分類以及對控制系統(tǒng)的基本要求

基本要求：

掌握反饋控制的基本原理

根據(jù)系統(tǒng)工作原理圖繪制方框圖

二、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

知識點(diǎn)：

控制系統(tǒng)動態(tài)微分方程的建立;拉氏變換法求解線性微分方程

傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的建立、等效變換以及梅遜公式在結(jié)構(gòu)圖和信號流圖中的應(yīng)用

基本要求：

建立控制系統(tǒng)的動態(tài)微分方程

利用復(fù)阻抗的概念建立無源網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖

對于電網(wǎng)絡(luò)，利用復(fù)阻抗法求取傳遞函數(shù)

熟悉控制系統(tǒng)常用元部件的傳遞函數(shù)

掌握控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的建立方法以及等效變換法則

用等效變換方法或梅遜公式求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖或信號流圖的各種傳遞函數(shù)

三、 線性系統(tǒng)的時域分析法

知識點(diǎn)：

控制系統(tǒng)時域性能指標(biāo)的定義與計(jì)算

系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與判斷法則

二階系統(tǒng)動態(tài)性能分析以及改善措施

誤差的定義、穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算以及提高穩(wěn)態(tài)精度的措施

基本要求：

一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)的求法以及動態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算公式

典型欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算、性能指標(biāo)與特征根的關(guān)系

改善二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的方法

主導(dǎo)極點(diǎn)與偶極子的概念及其應(yīng)用

古爾維茨判據(jù)、勞斯判據(jù)及其應(yīng)用

靜態(tài)誤差系數(shù)、系統(tǒng)型別、穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算

擾動引起的誤差的定義與計(jì)算方法

減小和消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法

四、 線性系統(tǒng)的根軌跡法

知識點(diǎn)：

根軌跡的基本概念

根軌跡的模值條件與相角條件

根軌跡繪制的基本法則

廣義根軌跡

增加開環(huán)零、極點(diǎn)對根軌跡的影響

系統(tǒng)性能的分析

基本要求：

由系統(tǒng)特征方程求開環(huán)增益從零到無窮變化時的根軌跡方程( 或開環(huán)零點(diǎn)、或開環(huán)極點(diǎn)從零到無窮變化)

根軌跡的模值方程與相角方程的幾何意義

180度根軌跡與零度根軌跡的繪制法則

根軌跡的改造――增加開環(huán)零、極點(diǎn)對根軌跡的影響

由根軌跡分析系統(tǒng)穩(wěn)定性、分析參數(shù)變化對系統(tǒng)運(yùn)動模態(tài)的影響

五、 線性系統(tǒng)的頻域分析法

知識點(diǎn)：

頻率特性的概念及其圖示法

開環(huán)頻率特性的繪制

奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)

穩(wěn)定裕度

三頻段的概念

基本要求：

在正弦輸入信號下，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出與穩(wěn)態(tài)誤差的求取

典型環(huán)節(jié)的頻率特性(尤其是振蕩環(huán)節(jié)的特征點(diǎn)要記住)

控制系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性曲線的繪制、對數(shù)頻率特性曲線的繪制，對數(shù)坐標(biāo)系的應(yīng)用

由最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻漸近曲線求傳遞函數(shù)的方法

奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)以及對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)

穩(wěn)定裕度的物理意義及計(jì)算方法

由系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能的方法(尤其是三頻段的概念及其與系統(tǒng)性能的關(guān)系)

六、 線性系統(tǒng)的校正方法

知識點(diǎn)：

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題

常用校正裝置及其特性

串聯(lián)校正

復(fù)合校正

基本要求：

串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正的實(shí)質(zhì)、作用

串聯(lián)超前校正網(wǎng)絡(luò)、串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)、串聯(lián)滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)(尤其是希望特性法)、PID校正的特點(diǎn)

復(fù)合校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

七、線性離散系統(tǒng)的分析與校正

知識點(diǎn)：

離散系統(tǒng)的基本概念

信號的采樣與保持

離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差

動態(tài)性能分析

離散系統(tǒng)的數(shù)字校正

基本要求：

采樣與保持的物理描述與數(shù)學(xué)描述、香農(nóng)采樣定理

零階保持器的數(shù)學(xué)描述及其頻率特性

差分方程的概念、差分方程的建立與求解

脈沖傳遞函數(shù)的概念、用Z變換方法求系統(tǒng)的輸出響應(yīng)

Z域穩(wěn)定判據(jù)、W域穩(wěn)定判據(jù)

離散系統(tǒng)的性能分析

八、 非線性控制系統(tǒng)分析

知識點(diǎn)：

非線性控制系統(tǒng)概述

常見非線性特性及其對系統(tǒng)運(yùn)動的影響

描述函數(shù)法

相平面法

基本要求：

非線性系統(tǒng)的等效變換

負(fù)倒描述函數(shù)曲線的繪制

非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷

自激振蕩的判斷及自振參數(shù)的確定

線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的相軌跡繪制(解析法、等傾線法)

開關(guān)線、奇點(diǎn)及其類型、極限環(huán)等概念