2022年山东石油化工学院专升本电气工程及其自动化《自动控制原理》考试大纲

2022年山东石油化工学院专升本电气工程及其自动化专业自荐生专业综合能力测试考试科目《电路》、《自动控制原理》。《自动控制原理》考试大纲如下

一、总体要求

考生应理解“ 自动控制原理”中控制系统数学模型、典型环节传递函数、控制系统的结构图化简、一阶二阶系统的 时域响应、劳斯稳定判据、控制系统的误差、控制系统开环 对数频率特性、奈奎斯特稳定判据、系统的相对稳定性和稳 定裕度;学会上述各部分的基本方法; 掌握180度常规根轨迹绘制、控制系统的串联超前校正、控制系统的串联滞后校正的基本概念与基本理论。考生应注意各部分知识的结构及知识的内在联系;应具有一定的抽象思维能力、逻辑推理能力、运算能力;有运用基本概念、基本理论和基本方法正确地分析和计算能力;能综合运用所学知识分析并解决简单的实际问题。

二、内容范围和要求

(一) 自动控制的基本概念

1.理解自动控制系统的组成、框图表示以及自动控制系 统的分类等基本概念。

2.掌握开环控制和闭环控制的概念; 熟练掌握闭环控制 系统工作原理的分析。

3.领会自动控制系统的性能要求。

(二) 控制系统的数学模型

1.了解用解析法建立系统数学模型的一般方法; 能推导 RLC 组成的简单电路、运算放大器组成的电路及主要的控制 部件如电机的数学模型。

2.熟悉系统或环节的传递函数的定义以及典型环节的传递函数表达式; 深刻理解传递函数的零、极点含义，了解传递函数的性质。

3.理解系统结构图的建立，掌握结构图的简化规则，能利用简化规则熟练求取较复杂控制系统的传递函数。

4.理解信号流图的概念和梅逊公式的应用。

(三) 控制系统的时域分析法

1.熟悉用于控制系统时域分析的典型试验信号; 掌握典型输入信号的时域表达式及拉氏变换式。

2.熟练掌握一阶系统的动态性能分析与计算及提高性能的方法。

3.掌握二阶系统单位阶跃响应与阻尼系数之间的关系; 熟练掌握二阶系统欠阻尼情况下，单位阶跃响应的性能指标的分析与计算。

4.掌握高阶系统闭环主导极点概念，理解高阶系统的主导极点分析方法的原理。

5.掌握控制系统稳定的充分必要条件，熟练应用劳斯判据判别系统的稳定性，会分析开环放大系数对系统稳定的影响。

6.掌握控制系统在阶跃、斜坡、抛物线输入作用下的稳态误差计算方法; 掌握控制系统在阶跃扰动作用下稳态误差的计算; 掌握提高系统稳态精度的方法。

(四) 控制系统的根轨迹分析法

1.理解根轨迹的定义。

2.理解常规根轨迹的绘制。

3.能用根轨迹分析控制系统的性能。

(五) 控制系统的频域分析法

1.明确频率响应的基本概念; 掌握频率特性的概念、求取方法。

2.掌握典型环节的频率特性的奈奎斯特图(极坐标图) 和伯德图(对数坐标图) 表示。

3.熟练掌握开环系统伯德图的绘制方法。

4.掌握开环系统奈奎斯特图的绘制方法和奈奎斯特稳 定判据的应用。

5.理解最小相位和非最小相位系统。

6.掌握增益裕量和相位裕量的概念; 能对系统进行相对 稳定性分析。

7.理解系统频域性能指标与时域性能指标之间的关系。

(六) 控制系统的校正

1.了解控制系统校正的基本概念; 掌握基本的校正方法。

2.掌握常用串联校正网络的频率特性和基本特征。

3.熟练掌握基于频率响应法(伯德图) 的系统串联校正。

4.理解 PID 控制规律的概念及控制参数整定的规则。

三、考试形式与试卷结构

试卷结构：填空题、单项选择题、简答题，满分 100 分。

四、参考教材

刘文定、谢克明主编，《自动控制原理》(第 3 版)，电 子工业出版社，2013 年。