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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)（3206）自學(xué)考試大綱 課程性質(zhì)設(shè)置目的要求控制工程基礎(chǔ)是是全國高等教育自學(xué)考試機械制造與自動化專業(yè)的一門專業(yè)課。本課程既是前期基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的轉(zhuǎn)折，又是后續(xù)專業(yè)課的一個重要基礎(chǔ)課。作為培養(yǎng)工程技術(shù)人員的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程的目的在于闡明工程控制的基礎(chǔ)概念、基本知識與基本方法的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合機械工程實際，特別是結(jié)合機械制造工程實際，以便使學(xué)生加強數(shù)理基礎(chǔ)與專業(yè)知識之間的聯(lián)系，為將來解決機械工程及機械電子工程中的實際問題具備一定能力。本課程的學(xué)習(xí)是專業(yè)學(xué)習(xí)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。 課程內(nèi)容與考核目標(biāo)第一章 自動控制的基本概念一、學(xué)習(xí)目的和要求了解自動控制

2、的基本原理、基本概念和發(fā)展簡史，掌握對控制系統(tǒng)的基本要求。二、課程內(nèi)容1、控制系統(tǒng)的基本工作原理；2、控制系統(tǒng)的分類、研究對象與方法；3、控制理論發(fā)展簡史。三、考核知識點1、控制系統(tǒng)的工作原理；2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成；3、控制系統(tǒng)的分類；4、對控制系統(tǒng)的基本要求。四、考核要求1、控制系統(tǒng)的工作原理（識記）；2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成（理解）；3、控制系統(tǒng)的分類（識記）；4、對控制系統(tǒng)的基本要求（理解）。第二章 物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù)一、學(xué)習(xí)目的和要求了解系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)的概念，掌握典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和系統(tǒng)方框圖及其連接。二、課程內(nèi)容1、系統(tǒng)的微分方程及其列寫；2、傳遞函數(shù)；3、典型環(huán)

3、節(jié)的傳遞函數(shù)；4、系統(tǒng)方框圖及其連接。三、考核知識點1、數(shù)學(xué)模型的概念；2、線性與非線性系統(tǒng)概念理解；3、系統(tǒng)微分方程的建立；4、拉氏變換和反變換的概念；5、傳遞函數(shù)的概念；6、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；7、系統(tǒng)方框圖的組成；8、環(huán)節(jié)的基本聯(lián)系方式；9、方框圖的等效變換。四、考核要求1、數(shù)學(xué)模型的概念（識記）；2、線性與非線性系統(tǒng)概念理解（識記）；3、系統(tǒng)微分方程的建立（識記）；4、拉氏變換和反變換的概念（識記）；5、傳遞函數(shù)的概念（識記）；6、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)（綜合運用）；7、系統(tǒng)方框圖的組成（識記）；8、環(huán)節(jié)的基本聯(lián)系方式（理解）；9、方框圖的等效變換（綜合運用）。第三章 瞬態(tài)響應(yīng)及誤差分析一

4、、學(xué)習(xí)目的和要求理解時間響應(yīng)的概念，了解一階與二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)，掌握瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算。二、課程內(nèi)容1、時間響應(yīng)；2、一階、二階系統(tǒng)時間響應(yīng)；3、瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)；4、穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算。三、考核知識點1、時間響應(yīng)的概念；2、一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)；3、二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)；4、瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)；5、穩(wěn)態(tài)誤差定義；6、穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算。四、考核要求1、時間響應(yīng)的概念（識記）；2、一階系統(tǒng)的時間響應(yīng)（理解）；3、二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)（理解）；4、瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)（簡單應(yīng)用）；5、穩(wěn)態(tài)誤差定義（識記）；6、穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算（綜合運用）。第四章 頻率特性分析一、學(xué)習(xí)目的和要求

5、理解頻率特性的物理意義和數(shù)學(xué)本質(zhì)，掌握典型環(huán)節(jié)的頻率特性和繪制開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的方法，理解閉環(huán)頻率特性、最小相位系統(tǒng)，了解頻域性能指標(biāo)及其與時域性能指標(biāo)間的關(guān)系。二、課程內(nèi)容1、頻率特性的基本概念；2、典型環(huán)節(jié)的頻率特性；3、系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性；4、頻域性能指標(biāo)。三、考核知識點1、頻率特性的基本概念與求取方法；2、頻率特性的物理意義和數(shù)學(xué)本質(zhì)；3、典型環(huán)節(jié)的頻率特性；4、繪制開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的方法；5、最小相位系統(tǒng)；6、閉環(huán)頻率特性；7、頻域性能指標(biāo)及其與時域性能指標(biāo)間的關(guān)系。四、考核要求1、頻率特性的基本概念與求取方法（識記）；2、頻率特性的物理意義和數(shù)學(xué)本質(zhì)（識記）；3、典型環(huán)節(jié)的

6、頻率特性（綜合運用）；4、繪制開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的方法（簡單應(yīng)用）；5、最小相位系統(tǒng)（識記）；6、閉環(huán)頻率特性（識記）；7、頻域性能指標(biāo)及其與時域性能指標(biāo)間的關(guān)系（識記）。第五章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性一、學(xué)習(xí)目的和要求理解系統(tǒng)穩(wěn)定的條件，理解胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)與勞斯穩(wěn)定性判據(jù)，掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，了解相位裕量和幅值裕量的概念。二、課程內(nèi)容1、系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；2、Routh穩(wěn)定性判據(jù)；3、Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)；4、穩(wěn)定性裕量。三、考核知識點1、系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；2、胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)；3、勞斯穩(wěn)定性判據(jù)；4、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)；5、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)應(yīng)用舉例；6、相位裕量和幅值裕量。四、考核要求1、系

7、統(tǒng)穩(wěn)定的條件（理解）；2、胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)（識記）；3、勞斯穩(wěn)定性判據(jù)（簡單應(yīng)用）；4、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（理解）；5、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)應(yīng)用舉例（簡單應(yīng)用）；6、相位裕量和幅值裕量（識記）。第六章 系統(tǒng)的綜合與校正一、學(xué)習(xí)目的和要求理解相位超前校正、滯后校正，了解超前滯后校正與系統(tǒng)校正的應(yīng)用。二、課程內(nèi)容1、串聯(lián)校正；2、反饋和順饋校正。三、考核知識點1、校正的實質(zhì)；2、性能指標(biāo)；3、相位超前校正；4、滯后校正；5、系統(tǒng)校正應(yīng)用實例。四、考核要求1、校正的實質(zhì)（識記）；2、性能指標(biāo)（識記）；3、相位超前校正（理解）；4、滯后校正（理解）；5、系統(tǒng)校正應(yīng)用實例（識記）。.有關(guān)說明與實施要求為了使

8、本大綱的規(guī)定在個人自學(xué)、社會助學(xué)和考試命題中得到貫徹落實，現(xiàn)對有關(guān)問題作如下說明，并提出具體實施要求。一、自學(xué)考試大綱的目的和作用課程自學(xué)考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學(xué)考試計劃要求，結(jié)合自學(xué)考試的特點而制定的。目的在于對個人自學(xué)、社會助學(xué)和課程的考試命題進行指導(dǎo)和規(guī)定。自學(xué)考試大綱是編寫自學(xué)考試教材和輔導(dǎo)書的依據(jù)，是社會助學(xué)組織進行自學(xué)輔導(dǎo)的依據(jù)，是自學(xué)者學(xué)習(xí)教材、掌握課程內(nèi)容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進行自學(xué)考試命題的依據(jù)。二、自學(xué)考試大綱與教材的關(guān)系自學(xué)考試大綱是進行學(xué)習(xí)和考核的依據(jù)，教材是學(xué)習(xí)掌握課程知識的基本內(nèi)容與范圍，教材內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識和內(nèi)容的擴展和發(fā)揮。大綱與教材所體現(xiàn)的課程內(nèi)

9、容應(yīng)基本一致。大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識點，教材里面一般也應(yīng)有；教材里面有的內(nèi)容，大綱里不一定體現(xiàn)。若教材中的內(nèi)容與大綱要求不一致，以大綱為準。三、關(guān)于自學(xué)教材與主要參考書1、指定教材：朱驥北主編，機械控制工程基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社，2001年1版。2、參考讀物：1）董景新，趙長德主編，控制工程基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，1992年；2）胡壽松主編，自動控制原理，科學(xué)出版社，2003年8月第4版；3）王顯正主編，控制理論基礎(chǔ)，科學(xué)出版社，2000年11月第1版；4）胡壽松主編，自動控制原理簡明教程，科學(xué)出版社，2003年8月第1版。四、關(guān)于自學(xué)要求與自學(xué)方法的指導(dǎo)本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計

10、劃和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容掌握的程度。基本要求中的知識點構(gòu)成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學(xué)考試考核的主要內(nèi)容。五、關(guān)于考核內(nèi)容和目標(biāo)的說明本課程要求考生學(xué)習(xí)和掌握的知識點內(nèi)容都是考核內(nèi)容。課程中各章的內(nèi)容均由若干知識點組成，在自學(xué)考試中成為考核知識點。因此，課程自學(xué)考試大綱中所規(guī)定的考試內(nèi)容是以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身內(nèi)容的特點不同，自學(xué)考試將對各知識點分別按照認知層次確定其考核要求。層次分別是：識記：要求考生知道本課程中的名詞、概念的含義，并能夠

11、正確認識表達或識別。理解：要求在識記的基礎(chǔ)上，能把握本課程中的基本概念，掌握有關(guān)概念。簡單應(yīng)用：要求在理解的基礎(chǔ)上，運用本課程中的基本概念、基本原理、基本方法中的知識點，分析和解決一般理論或?qū)嶋H問題。綜合運用：在簡單應(yīng)用的基礎(chǔ)上，能對比較復(fù)雜的問題進行分析和設(shè)計。六、對社會助學(xué)的要求1、社會助學(xué)者應(yīng)明確本課程的性質(zhì)與設(shè)置要求，根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容和考核目標(biāo)，把握指定教材的基本內(nèi)容，對自學(xué)者進行切實有效的輔導(dǎo)，引導(dǎo)他們掌握正確的學(xué)習(xí)方法，防止自學(xué)中的各種偏向，體現(xiàn)社會助學(xué)的正確導(dǎo)向。2、要正確處理基本概念、基本知識、基本原理和應(yīng)用能力的關(guān)系。要適當(dāng)聯(lián)系實際，努力引導(dǎo)自學(xué)應(yīng)考者將基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)

12、化為認識、分析和解決實際問題的能力。3、要正確處理重點和一般的關(guān)系。課程內(nèi)容有重點和一般之分，而考試內(nèi)容則是全面的，分布到各章。社會助學(xué)者應(yīng)指導(dǎo)自學(xué)應(yīng)考者對教材進行系統(tǒng)全面的復(fù)習(xí)，在全面輔導(dǎo)的基礎(chǔ)上，突出重點，把重點輔導(dǎo)與兼顧一般相結(jié)合。切忌孤立地抓重點，把自學(xué)者引向猜題押題。七、關(guān)于試卷結(jié)構(gòu)及考試的有關(guān)說明1、本大綱各章所規(guī)定的考核要求中各知識點都是考試的內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點章節(jié)，加大重點內(nèi)容的覆蓋密度。2、命題不應(yīng)有超出大綱中考核知識點范圍的試題，考核目標(biāo)不得高于大綱中所規(guī)定的相應(yīng)最高能力層次要求。4、試題的難度可分為：容易，中等偏易，中等偏難，難；它們在試卷中所占分數(shù)比例依次

13、大致為：20%、30%、30%、20%。5、試題的題型有：簡答題、分析題、計算題。6、考試方式為筆試、閉卷；考試時間為150分鐘；60分為及格線?？荚嚂r只允許帶鋼筆或圓珠筆、2B鉛筆和橡皮、計算器。附錄：題型舉例簡答題：（15分）對控制系統(tǒng)有哪些基本要求？（3分）什么是最小相位系統(tǒng)？（4分）系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是什么？（4分）什么是相位裕量和幅值裕量？（4分）簡化圖1所示系統(tǒng)的方框圖，并求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（10分）+Xo(s)Xi(s)G1G2G3G4H3H2H1圖1某系統(tǒng)用測速發(fā)電機反饋，可以改善系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，系統(tǒng)如圖2所示。（10分）當(dāng)K10，且使系統(tǒng)阻尼比0.5，試確定Kh。若要使

14、系統(tǒng)最大超調(diào)量Mp0.02，峰值時間tp1s，試確定增益K和速度反饋系統(tǒng)Kh的數(shù)值，并確定在這個K和Kh值的情況下，系統(tǒng)上升時間和調(diào)整時間。圖2XoXi1Khs單位負反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：，試求當(dāng)輸入（0）時的穩(wěn)態(tài)誤差。（10分）試畫出具有下列傳遞函數(shù)的波德圖：（15分）。已知一些元件的對數(shù)幅頻特性曲線如圖3所示，試寫出它們的傳遞函數(shù)G(s)，并計算出各參數(shù)值。（10分）/s-1/s-110050002010402020L()/dBL()/dB圖3（1）（2）設(shè)單位負反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下，試用勞斯判據(jù)確定系統(tǒng)穩(wěn)定時，K的取值范圍。（15分）設(shè)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性如圖4所示，試判別系統(tǒng)穩(wěn)定性。其中p為開環(huán)右極點數(shù)，為開環(huán)傳遞函數(shù)中的積分環(huán)節(jié)數(shù)目。（15分）ReReRe-1-1-1000p=2=0ImImImp=0=0圖4（3）（2）（1）p=0=2答案：簡答題：（15分）穩(wěn)定性（1分）、快速性（1分）、準確性（1分）。具有在復(fù)平面右半面上沒有零點（2分）和極點（2分）的傳遞函數(shù)的系統(tǒng)，稱為最小相位系統(tǒng)。系統(tǒng)特征方程的根必須全部具有負