2021哈爾濱理工大學(xué)自動控制原理研究生考試大綱 正文

自動控制原理

適用專業(yè)名稱：電機與電器、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)、電氣工程

參考書目：

《自動控制原理》 （第四版）梅曉榕 科學(xué)出版社 2017

一、考試目的與要求

測試考生掌握系統(tǒng)自動控制的基本原理和基本方法，以及對自動控制系統(tǒng)進行分析和性能定量評價的能力?？忌鷳?yīng)掌握自動控制系統(tǒng)的組成原理和分析方法，初步具備進行電氣工程中常見系統(tǒng)自動控制的能力。

二、試卷結(jié)構(gòu)（滿分50分）

內(nèi)容比例：
系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  約占20% 分
控制系統(tǒng)的時域分析法 約占35% 分
根軌跡法  約占20% 分
頻率特性法 約占25% 分
題型比例：
     1．單項選擇題   約占20%分
     2．繪圖題       約占30%分
     3．計算題       約占40%分
     4．分析判斷題   約占10%分

三、考試內(nèi)容與要求

   （一）自動控制的一般概念
 考試內(nèi)容     自動控制的任務(wù)；基本控制方式：開環(huán)、閉環(huán)（反饋）控制；自動控制的性能要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)。
考試要求
 1. 了解基本概念：控制、自動控制、自動控制系統(tǒng)、反饋控制等。
2. 掌握開環(huán)控制與閉環(huán)控制。
3. 了解自動控制系統(tǒng)的基本類型及對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求。
 
   （二）系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
考試內(nèi)容
建立控制系統(tǒng)的時域和頻域數(shù)學(xué)模型；控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其簡化；梅森增益公式。
考試要求
1. 建立控制系統(tǒng)的時域、頻域數(shù)學(xué)模型。
2. 掌握傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)。
3. 掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換。
4. 熟練應(yīng)用梅森增益公式求系統(tǒng)的等價傳遞函數(shù)。
 
   （三）控制系統(tǒng)的時域分析法
考試內(nèi)容
典型的輸入信號；線性系統(tǒng)時間響應(yīng)的性能指標(biāo)；一階系統(tǒng)在典型輸入信號下的響應(yīng)；二階系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的響應(yīng)及欠阻尼  二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)計算；線性連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念、勞思穩(wěn)定判據(jù)及穩(wěn)態(tài)誤差的計算。
考試要求
1. 掌握一階系統(tǒng)在典型輸入信號下的響應(yīng)。
2. 掌握典型二階系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的響應(yīng)。
3. 欠阻尼情況下典型二階系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的性能指標(biāo)計算。
4. 掌握穩(wěn)定性的概念和勞思穩(wěn)定判據(jù)。
5. 能熟練計算線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。
 
（四）根軌跡法
考試內(nèi)容
根軌跡的相關(guān)概念；繪制根軌跡的基本規(guī)則；按根軌跡分析控制系統(tǒng)。
考試要求
1. 了解根軌跡的概念。
2. 理解根軌跡滿足的幅值條件和相角條件。
3. 掌握繪制根軌跡的基本規(guī)則。
4. 能熟練繪制系統(tǒng)的根軌跡。
5. 利用根軌跡分析系統(tǒng)的控制性能。
 
（五）頻率特性法
考試內(nèi)容
頻率特性的相關(guān)概念；頻率特性的圖形表示； Nyquist穩(wěn)定判據(jù)；控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性；頻率特性與控制系統(tǒng)性能的關(guān)系；控制系統(tǒng)設(shè)計的初步概念；PID控制器的作用。
考試要求
1. 理解頻率特性的概念。
2. 了解頻率特性的圖形表示方式。
3. 掌握典型環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖和對數(shù)頻率特性圖。
4. 理解最小相位系統(tǒng)的含義。
5. 能熟練繪制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線。
6. 正確理解最小相位系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性曲線和開環(huán)傳遞函數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。
7. 理解Nyquist穩(wěn)定判據(jù)并利用其分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
8. 掌握衡量控制系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的性能指標(biāo)。
9. 理解頻率特性與系統(tǒng)控制性能之間的關(guān)系。
10. 了解補償?shù)淖饔眉把a償?shù)姆椒ā?br /> 11. 掌握P控制器、PD控制器、I控制器、PI控制器、PID控制器的作用。

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