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813自动控制原理考试大纲硕士研究生招生考试《自动控制原理》考试大纲考试科目代码：813适用招生专业：机械制造及其自动化机械电子工程机械设计及理论特别提示：需带无储存功能的计算器一、考试内容1.自动控制的一般概念掌握自动控制系统的一般概念,重点是开环控制和闭环控制的概念,理解对控制性能的基本要求,了解各种典型控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。2.自动控制系统的数学模型掌握控制系统的数学模型的基本概念,了解微分方程一般建立方法,理解传递函数的定义和性质,掌握动态结构图的建立和化简规则。知识点为:传递函数的定义和性质,典型环节的传递函数,动态结构图的建立,动态结构图的化简,自动控制系统的传递函数。3.自动控制系统的时域分析方法了解和掌握经典控制理论最基本的方法之一时域分析法,能够用该方法分析控制系统的各种控制性能(包括稳定性,快速性和稳态精度)。知识点为:典型控制过程及性能指标,一阶系统分析,二阶系统分析,高阶系统的低阶化，稳定性与代数判据,稳态误差分析。4.自动控制系统的频域分析方法要求掌握各种系统和环节的幅相频率特性和对数频率特性的画法,并能通过频率特性分析控制系统的控制性能。知识点为:典型环节的频率特性，系统开环频率特性，乃奎斯特稳定判据及对数稳定判据，稳定裕度及计算，系统闭环频率特性。5.自动控制系统的校正装置综合在对控制系统的控制性能进行分析的基础上,对控制性能的改进就涉及到系统的校正。要求在建立控制系统校正的一般概念的基础上,对串联校正,反馈校正,前置校正有较为全面的理解。掌握频率法校正的一般方法。知识点为:控制系统校正的概念，串联校正、反馈校正和前置校正在校正中的应用。二、考试题型（分值，按150分计）1、填空（25分）2、简答题（15分）3、计算及分析题（80分）4、综合应用题（30分）一、填空题（每空1.5分，共24分）：1、写出控制系统的三种典型输入信号：、、。2、线性系统的传递函数取决于系统本身的。3、最小相位系统的重要特征在于：其相频特性与对数幅频特性之间存在着的关系。4、比例—积分—微分（PID）控制规律的传递函数为。5、按输入信号的变化规律不同，控制系统可分为和。6、控制系统的基本控制方式为和。7、振荡环节的传递函数为121)(22TssTsG，则其幅频特性为，相频特性为。8、系统的加速度误差系数定义为。9、开环稳定的系统，其闭环稳定;开环不稳定的系统，其闭环稳定。10、两个二阶系统阶跃响应的超调量相等，则此两个系统具有相同的。二、简答题：（共16分）1、反馈控制系统的主要组成部分有哪些？对于自动控制系统的性能有哪三个方面的基本要求？（6分）2、PI及PD各属于什么性质的校正？各具有什么特点？（5分）3．系统开环对数幅频特性曲线的三个频段一般如何划分？各个频段对于系统的性能有何影响？（5分）三、（15分）某最小相位系统的开环传递函数极坐标图如图1所示，试判断各系统闭环的稳定性，其中P表示不稳定极点的个数。0w=0-1P=1ImRew=+w=0-10ImP=1Rew=+（1）（2）P=1P=0(3)(4)P=2（5）图1四、（15分）试用信号流图方法求如图2所示系统的传递函数CsRs。(1)画出相应的信号流图；(2)求出系统的传递函数。图2五、(15分)已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为w=0Re-1Im0w=+w=0+ImRe0w=+Im0w=+ReW=0+-1)12)(1()1()(ssssKsG试确定系统稳定的条件。六、（25分）已知某单位反馈系统的开环传递函数为)5(100)(sssG，1．求系统的阻尼系数及无阻尼振荡圆频率；2．试求出该系统的单位阶跃响应的超调量和调整时间(取5%)；3．为了改善系统性能，对该系统实施速度反馈，如图3中虚线部分所示。为使系统的阻尼系数为0.7，速度反馈系数Kt为多少？-R(s)C(s)Kts-)5(100ss图3七、(25分)系统的开环传递函数为)11.0)(1()()(sssKsHsG(1)当K=5时，绘制系统的开环对数幅频渐近特性曲线；(2)求开环剪切频率C和相角裕度；(3)用频率分析法求出系统处于临界稳定状态的K值。八、（15分）已知最小相位开环系统的渐近对数幅频特性如图4所示，试求系统的开环传递函数和剪切频率C。图4…………4200-20dB/dec-40dB/dec-40dB/decωc40110100L(ω)/dBω/s-1