北京郵電大學(xué)

810 控制工程基礎(chǔ)

一、考試目的

《控制工程基礎(chǔ)》課程考試旨在考核自動(dòng)控制基本概念的基礎(chǔ)上，注重考核學(xué)生對(duì)于基本概念和定理的理解與掌握、熟練的基本運(yùn)算能力和運(yùn)用自動(dòng)控制相關(guān)知識(shí)分析解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題的能力。

二、考試內(nèi)容

第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般概念

理解和掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本術(shù)語(yǔ)和基本概念，理解和掌握負(fù)反饋控制原理，能確定控制系統(tǒng)的被控對(duì)象、被控量和給定量。 掌握繪制系統(tǒng)方框圖的方法。了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類，及對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快三方面的基本要求。

第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

了解數(shù)學(xué)模型的概念、表達(dá)方式，掌握一般物理系統(tǒng)微分方程的列寫。熟悉拉氏變換的定義、性質(zhì)，常見的簡(jiǎn)單時(shí)間函數(shù)的拉氏變換式，可根據(jù)拉氏變換的性質(zhì)求解較復(fù)雜時(shí)間函數(shù)的拉氏變換和拉氏反變換。

理解并掌握傳遞函數(shù)的概念、性質(zhì)。 理解典型環(huán)節(jié)的概念。熟悉典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。

理解并掌握控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的運(yùn)算法則、相加點(diǎn)和分支點(diǎn)的移動(dòng)法則以及簡(jiǎn)化方法。 掌握控制系統(tǒng)的前向通道傳遞函數(shù)、反饋通道傳遞函數(shù)、開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、偏差信號(hào)傳遞函數(shù)的定義和求法。理解并掌握控制系統(tǒng)信號(hào)流圖及梅遜公式。

第三章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析

了解控制系統(tǒng)的典型輸入信號(hào)，及時(shí)域響應(yīng)指標(biāo)定義。熟悉并掌握一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)及性能指標(biāo)。 熟悉二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析及其與極點(diǎn)之間的關(guān)系，重點(diǎn)掌握二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)與參量z、wn間的關(guān)系及計(jì)算。

理解系統(tǒng)穩(wěn)定性概念以及穩(wěn)定的充分必要條件。 重點(diǎn)掌握判斷穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)及應(yīng)用。能運(yùn)用勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

了解穩(wěn)態(tài)誤差的概念、定義、類型。理解并掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算方法及用終值定理計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的前提條件。理解并掌握系統(tǒng)類型與靜態(tài)誤差系數(shù)的關(guān)系。掌握控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。理解并掌握各靜態(tài)誤差系數(shù)的計(jì)算，動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)的計(jì)算，特別是非單位反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。

第四章 控制系統(tǒng)的根軌跡分析法

掌握根軌跡的基本方程和根軌跡繪制的基本條件與思路。 掌握繪制負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)根軌跡的基本規(guī)則。掌握利用根軌跡求閉環(huán)極點(diǎn)的方法，估算系統(tǒng)性能指標(biāo)與改善系統(tǒng)品質(zhì)的方法。了解廣義根軌跡的繪制方法。

第五章 控制系統(tǒng)的頻域分析法

掌握頻率特性的基本概念，頻率特性的兩種主要表達(dá)方式：幅相頻率特性、對(duì)數(shù)頻率特性。熟悉典型環(huán)節(jié)的頻率特性。了解最小相位系統(tǒng)的概念。

熟悉系統(tǒng)開環(huán)頻率特性(奈奎斯特圖和伯德圖)的繪制。掌握利用實(shí)測(cè)開環(huán)幅頻特性確定系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的方法。

理解和掌握奈魁斯特穩(wěn)定判據(jù)及應(yīng)用。 理解并掌握系統(tǒng)相角裕度與幅值裕度概念、圖示及計(jì)算。掌握系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的聯(lián)系。

了解并掌握分析開環(huán)系統(tǒng)在低、中、高頻區(qū)域上頻率特性與控制系統(tǒng)性能間的關(guān)系。

第六章 控制系統(tǒng)的校正

了解控制系統(tǒng)校正的概念、校正的實(shí)質(zhì)、校正的方法、校正裝置的形式。熟悉串聯(lián)相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正裝置的特點(diǎn)、頻率特性、作用。掌握串聯(lián)校正裝置的設(shè)計(jì)方法。 掌握反饋校正的特點(diǎn)。 掌握反饋校正裝置的設(shè)計(jì)方法。 掌握系統(tǒng)校正前后的性能指標(biāo)的變化

三、試題結(jié)構(gòu)

1、考試時(shí)間3小時(shí)，滿分150分;

2、基本概念10%，分析證明20%，綜合計(jì)算70%。