山东理工大学

科目代码：924 科目名称：自动控制原理

考试范围说明：

一、自动控制的一般概念

知识点：

控制系统的一般概念：名词术语;控制系统的组成 、分类以及对控制系统的基本要求

基本要求：

掌握反馈控制的基本原理

根据系统工作原理图绘制方框图

二、控制系统的数学模型

知识点：

控制系统动态微分方程的建立;拉氏变换法求解线性微分方程

传递函数的定义和性质、典型环节的传递函数

系统动态结构图的建立、等效变换以及梅逊公式在结构图和信号流图中的应用

基本要求：

建立控制系统的动态微分方程

利用复阻抗的概念建立无源网络的动态结构图

对于电网络，利用复阻抗法求取传递函数

熟悉控制系统常用元部件的传递函数

掌握控制系统结构图的建立方法以及等效变换法则

用等效变换方法或梅逊公式求系统结构图或信号流图的各种传递函数

三、 线性系统的时域分析法

知识点：

控制系统时域性能指标的定义与计算

系统稳定性的定义与判断法则

二阶系统动态性能分析以及改善措施

误差的定义、稳态误差的计算以及提高稳态精度的措施

基本要求：

一阶系统阶跃响应的求法以及动态性能指标的计算公式

典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系

改善二阶系统动态性能指标的方法

主导极点与偶极子的概念及其应用

古尔维茨判据、劳斯判据及其应用

静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算

扰动引起的误差的定义与计算方法

减小和消除稳态误差的方法

四、 线性系统的根轨迹法

知识点：

根轨迹的基本概念

根轨迹的模值条件与相角条件

根轨迹绘制的基本法则

广义根轨迹

增加开环零、极点对根轨迹的影响

系统性能的分析

基本要求：

由系统特征方程求开环增益从零到无穷变化时的根轨迹方程( 或开环零点、或开环极点从零到无穷变化)

根轨迹的模值方程与相角方程的几何意义

180度根轨迹与零度根轨迹的绘制法则

根轨迹的改造――增加开环零、极点对根轨迹的影响

由根轨迹分析系统稳定性、分析参数变化对系统运动模态的影响

五、 线性系统的频域分析法

知识点：

频率特性的概念及其图示法

开环频率特性的绘制

奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据

稳定裕度

三频段的概念

基本要求：

在正弦输入信号下，系统稳态输出与稳态误差的求取

典型环节的频率特性(尤其是振荡环节的特征点要记住)

控制系统的开环幅相频率特性曲线的绘制、对数频率特性曲线的绘制，对数坐标系的应用

由最小相位系统的对数幅频渐近曲线求传递函数的方法

奈奎斯特稳定判据以及对数稳定判据

稳定裕度的物理意义及计算方法

由系统开环对数频率特性分析闭环系统性能的方法(尤其是三频段的概念及其与系统性能的关系)

六、 线性系统的校正方法

知识点：

系统的设计与校正问题

常用校正装置及其特性

串联校正

复合校正

基本要求：

串联超前校正和串联滞后校正的实质、作用

串联超前校正网络、串联滞后校正网络、串联滞后-超前校正网络的设计(尤其是希望特性法)、PID校正的特点

复合校正网络的设计

七、线性离散系统的分析与校正

知识点：

离散系统的基本概念

信号的采样与保持

离散系统的数学模型

离散系统的稳定性与稳态误差

动态性能分析

离散系统的数字校正

基本要求：

采样与保持的物理描述与数学描述、香农采样定理

零阶保持器的数学描述及其频率特性

差分方程的概念、差分方程的建立与求解

脉冲传递函数的概念、用Z变换方法求系统的输出响应

Z域稳定判据、W域稳定判据

离散系统的性能分析

八、 非线性控制系统分析

知识点：

非线性控制系统概述

常见非线性特性及其对系统运动的影响

描述函数法

相平面法

基本要求：

非线性系统的等效变换

负倒描述函数曲线的绘制

非线性系统稳定性的判断

自激振荡的判断及自振参数的确定

线性系统和非线性系统的相轨迹绘制(解析法、等倾线法)

开关线、奇点及其类型、极限环等概念

参考书：《自动控制理论》 李素玲 机械工业出版社 2019年1月