山東理工大學

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 機械工業出版社 2019年1月

考試范圍說明：

一、自動控制的一般概念

知識點：

控制系統的一般概念：名詞術語;控制系統的組成 、分類以及對控制系統的基本要求

基本要求：

掌握反饋控制的基本原理

根據系統工作原理圖繪制方框圖

二、控制系統的數學模型

知識點：

控制系統動態微分方程的建立;拉氏變換法求解線性微分方程

傳遞函數的定義和性質、典型環節的傳遞函數

系統動態結構圖的建立、等效變換以及梅遜公式在結構圖和信號流圖中的應用

基本要求：

建立控制系統的動態微分方程

利用復阻抗的概念建立無源網絡的動態結構圖

對于電網絡，利用復阻抗法求取傳遞函數

熟悉控制系統常用元部件的傳遞函數

掌握控制系統結構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結構圖或信號流圖的各種傳遞函數

三、 線性系統的時域分析法

知識點：

控制系統時域性能指標的定義與計算

系統穩定性的定義與判斷法則

二階系統動態性能分析以及改善措施

誤差的定義、穩態誤差的計算以及提高穩態精度的措施

基本要求：

一階系統階躍響應的求法以及動態性能指標的計算公式

典型欠阻尼二階系統動態性能指標的計算、性能指標與特征根的關系

改善二階系統動態性能指標的方法

主導極點與偶極子的概念及其應用

古爾維茨判據、勞斯判據及其應用

靜態誤差系數、系統型別、穩態誤差的計算

擾動引起的誤差的定義與計算方法

減小和消除穩態誤差的方法

四、 線性系統的根軌跡法

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

增加開環零、極點對根軌跡的影響

系統性能的分析

基本要求：

由系統特征方程求開環增益從零到無窮變化時的根軌跡方程( 或開環零點、或開環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――增加開環零、極點對根軌跡的影響

由根軌跡分析系統穩定性、分析參數變化對系統運動模態的影響

五、 線性系統的頻域分析法

知識點：

頻率特性的概念及其圖示法

開環頻率特性的繪制

奈奎斯特穩定判據和對數穩定判據

穩定裕度

三頻段的概念

基本要求：

在正弦輸入信號下，系統穩態輸出與穩態誤差的求取

典型環節的頻率特性(尤其是振蕩環節的特征點要記住)

控制系統的開環幅相頻率特性曲線的繪制、對數頻率特性曲線的繪制，對數坐標系的應用

由最小相位系統的對數幅頻漸近曲線求傳遞函數的方法

奈奎斯特穩定判據以及對數穩定判據

穩定裕度的物理意義及計算方法

由系統開環對數頻率特性分析閉環系統性能的方法(尤其是三頻段的概念及其與系統性能的關系)

六、 線性系統的校正方法

知識點：

系統的設計與校正問題

常用校正裝置及其特性

串聯校正

復合校正

基本要求：

串聯超前校正和串聯滯后校正的實質、作用

串聯超前校正網絡、串聯滯后校正網絡、串聯滯后-超前校正網絡的設計(尤其是希望特性法)、PID校正的特點

復合校正網絡的設計

七、線性離散系統的分析與校正

知識點：

離散系統的基本概念

信號的采樣與保持

離散系統的數學模型

離散系統的穩定性與穩態誤差

動態性能分析

離散系統的數字校正

基本要求：

采樣與保持的物理描述與數學描述、香農采樣定理

零階保持器的數學描述及其頻率特性

差分方程的概念、差分方程的建立與求解

脈沖傳遞函數的概念、用Z變換方法求系統的輸出響應

Z域穩定判據、W域穩定判據

離散系統的性能分析

八、 非線性控制系統分析

知識點：

非線性控制系統概述

常見非線性特性及其對系統運動的影響

描述函數法

相平面法

基本要求：

非線性系統的等效變換

負倒描述函數曲線的繪制

非線性系統穩定性的判斷

自激振蕩的判斷及自振參數的確定

線性系統和非線性系統的相軌跡繪制(解析法、等傾線法)

開關線、奇點及其類型、極限環等概念