山東理工大學(xué)

科目代碼：924 科目名稱：自動控制原理

考試范圍說明：

一、自動控制的一般概念

知識點：

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：

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：

控制系統(tǒng)時域性能指標(biāo)的定義與計算

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)的計算公式

典型欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的計算、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)誤差的計算

擾動引起的誤差的定義與計算方法

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：

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、或開環(huán)極點從零到無窮變化)

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)運動模態(tài)的影響

五、 線性系統(tǒng)的頻域分析法

知識點：

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：

系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題

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(尤其是希望特性法)、PID校正的特點

復(fù)合校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

七、線性離散系統(tǒng)的分析與校正

知識點：

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：

非線性控制系統(tǒng)概述

常見非線性特性及其對系統(tǒng)運動的影響

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、奇點及其類型、極限環(huán)等概念

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