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考試科目：控制理論基礎(chǔ)

考試科目代碼：803

考試參考書目：1、席劍輝等．控制工程基礎(chǔ).國防工業(yè)出版社.2012

2、孟華．自動控制原理.機械工業(yè)出版社.2007

考試總分：150分

考試時間：3小時

一、考試目的和要求

控制理論基礎(chǔ)是一門主要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要目的是使學生了解單輸入，單輸出線性控制系統(tǒng)的基本概念，基本原理以及基本的分析方法，為后繼專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。其要求使學生對經(jīng)典控制理論有全面的了解，掌握傳遞函數(shù)的概念及其求取方法，了解典型環(huán)節(jié)及其運動規(guī)律。能繪制一般系統(tǒng)的方塊圖及簡化方塊圖。掌握一階系統(tǒng)，二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)。理解系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念及條件。能繪制系統(tǒng)的奈魁斯特圖和波德圖、并掌握控制系統(tǒng)的校正。

二、考試內(nèi)容

1. 緒論

掌握自動控制系統(tǒng)的工作原理，自動控制系統(tǒng)的組成，自動控制的基本方式和控制系統(tǒng)的基本要求，對具體的控制系統(tǒng)用方塊圖表示。

2. 控制系統(tǒng)數(shù)學模型

掌握控制系統(tǒng)的建模方法，簡單機械、電路、機電系統(tǒng)的建模，拉氏變換及反變換，了解線性系統(tǒng)的特性。掌握傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)，熟悉典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，會繪制系統(tǒng)方塊圖，應(yīng)用方塊圖簡化和梅遜公式求解傳遞函數(shù)。

3. 時間響應(yīng)分析

熟悉時間響應(yīng)及其性能指標，掌握單位脈沖、單位階躍、單位斜坡函數(shù)對一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)和高階系統(tǒng)時間響應(yīng)的求解。

4. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其時域判據(jù)

掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念及穩(wěn)定的條件，熟練應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定性的時域判據(jù)－羅斯判據(jù)和霍爾維茨判據(jù)。

5. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差

掌握控制系統(tǒng)偏差、誤差和穩(wěn)態(tài)誤差的概念，能利用終值定理和動態(tài)誤差系數(shù)求取穩(wěn)態(tài)誤差。

6. 控制系統(tǒng)頻域分析

掌握系統(tǒng)頻率特性的基本概念，熟練繪制系統(tǒng)的開環(huán)奈魁斯特圖和波德圖，能應(yīng)用實驗法確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。掌握奈魁斯特和波德穩(wěn)定判據(jù)，能求解控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量，了解控制系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性、頻域性能指標與時域性能指標的關(guān)系。

7. 控制系統(tǒng)的校正

掌握系統(tǒng)校正設(shè)計的概念，能應(yīng)用系統(tǒng)串聯(lián)校正設(shè)計（超前、滯后、滯后-超前校正）。

三、考試題型

1. 結(jié)構(gòu)圖等效變換求系統(tǒng)傳遞函數(shù)。 （18分）

2. 二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)的求解（21分）

3. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其時域判據(jù) （23分）

4. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 (19分)

5. 求解控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量 (23分)

6. 頻域穩(wěn)定性判據(jù) （23分）

7. 控制系統(tǒng)的校正 （23分）

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