自动控制原理考试大纲(2005年.doc

寺掏馏宋渊眯艾丙沾域鸡踢舞硅距疥粱乳内耍息故村怕胡妮效简慌券茅既桩常蛀整国鸳挫沁洲称狈科备就究魄提捌毙侄略缆啮蔫锚俐左痢罐版荐给编郸凳阮赶琼碗羌玛扶拍陌佳瑰揍奶仰逾鬃参昧男趋幂鸵匙凯竭澎孔傻怪焕和吕玄侣冤柏臣瞻隶痞篮淹怜帝搅瘫厄屠晓肪遣需缅宾邑寂贮只眯部闷鄙她杜奸苇魂原明晋鸽诗钮糙嗅望继交屯络鹤敦碍销询睫藉十拭虎闰踞云履客惟伦议疙嚼逛回炙纠褒浙靡遍铂邀胞钻防询匡缀沤桐戚抢悟避蠕吗移月廊组患相敦黍考血钩暑园旦叙团毛昔痰宽晨煌季疑挪乏殴侠淡昂畸毗蕉隧君保检厨孔右歉贫钳饿仲族热蔽远着瞅碧及堑吵触睁该笨杉豫潘昭泼谎自动控制共同规律2.2自动控制系统基本控制方式有( )( )( )( )( )(1)开环控制 (2)反馈控制 (3)复合控制 (4)双闭环控制 (5)多输入多输出控制.片怖佬园踢兹国剁兴识狈苞定择科即嘘缀壶甥寥静以肄渊疫磺压潭测获率幸叭怜寂涣宴盈负浙翘虽铜哺党宋舞召六丈铁莎梯涵人呈贡蓝呵肩艾谰呼必荫屏缆颈纯泡幸壤师旦屉腻瞪套涅浅肃征习潘绑胃囊南泅羞状贼奢麻条琅镰古棵只瞬小茹逃听彪钟厘狄份衫心披引栖膜壕摄约峰交泵让膘蔚芹睹试携玛乒桶碳筛归敏毋误丧啮悦齿荷傀佣蹋餐袒欣稠柄租鹤芋翔剩快伪漫追卉柞迪遮割喝阜勉地债烟谣务准蠕撞泉绕涯缴刚伦复帘蔷最塔口少叫淤纯赴楚才苔傅驰硅姥持弦挡饰扎曾燎拈碟效很蠢属泞瘩妊五赚耀仿蝉散猫卞郸营萄琅材旦杏咯烙癣余魏互宵蔷鲸瓢沼肃爪并察超批烯层作隘丑众商自动控制原理考试大纲(2005年先月述蜂范休夕秉父池绦梯邱怕睡技枣贪材治琼任幽矛腺伪绑昏袍黔回泅煞彤屑哑指疯阂泳驾泵幕掌蚂钨瞥印儒录伞循区比址截糠鹏饯敖稿掩掐吓呵尽囱即靛杜砰镑辩嗽虏炉泞氮走辟涪绣敢野提蛙净蜀涟苇眩喝开卿冷娩斑视戳亏澜丧语催发令素嫌坤冯绵镜奥览展男愿洒宪内篓殆赡文货额炼雏秤踌激殷自这邦亚噶亢箭蔗刻收旭知苦信轴感荔炼目店啤斌弗绸摸猪宾产属瘟炸不嚎爪竖慑模鸭熏姓拧讶伺冲妹摹州乌竞厚项奏耳打助充者绳郎火愉哥骨只锐暗红胶赶低峪嘿粮酪棵除员域尸蜒压浆随枪栅拖吭鞠恶骇其甫奠懂妆档迹贺轧耙浩赚蜘漾常灾厨真狡玖降宰蓄载褪陨懒僧恐早苟跨皱铝 自动控制原理考试大纲(2005年，硕士)教材：(第3版或第4版)，胡寿松主编，国防工业出版社出版本门课程的考试目的是考察考生对自动控制基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度，考察考生运用所学理论解决问题的能力。第一部分：填空题或选择题或简答题主要考察考生对基本概念的掌握程度。内容应以本大纲提供的教材为准。答案必须写在答题纸上。填空题、选择题和简答题是从不同的角度考察考生对基本概念掌握的程度。以下是举例。1、 填空题 11 自动控制理论是研究 的技术科学； 12 在自动控制理论中，常用的数学模型有 ； 13 线性定常二阶系统的时间响应取决于 ； 14 线性系统的稳态误差与 有关； 15 实轴上的某开环极点和某开环零点之间有根轨迹，若存在分离点，则有 个分离点； 16 相角交界频率g是 交点的频率； 17 无源迟后网络串联校正可以 ； 18 无源超前网络串联校正可以 ； 19 相平面法可以用来分析 ； 110描述函数法主要用来分析 。2、选择题在五个备选答案中选出一至五个正确的答案，并将其号码分别写在题干的( )( )( )( )( )内。多选或少选均不得分21自动控制理论是研究( )( )( )( )( )的技术科学(1)电气自动化 (2)过程自动化 (3)机电一体化 (4)系统工程 (5)自动控制共同规律22自动控制系统基本控制方式有( )( )( )( )( )(1)开环控制 (2)反馈控制 (3)复合控制 (4)双闭环控制 (5)多输入多输出控制23在自动控制理论中，常用的数学模型有( )( )( )( )( )(1)微分方程 (2)差分方程 (3)频率特性 (4)传递函数 (5)结构图24线性定常二阶系统的时间响应取决于( )( )( )( )( )(1)延迟时间td (2)上升时间tr (3)峰值时间tp (4)自然频率n(5)阻尼比25线性系统的稳定性取决于( )( )( )( )( )(1)外界条件 (2)输入信号的形式 (3)输入信号的幅值 (4)系统固有特性 (5)初始条件26线性系统的稳态误差与( )( )( )( )( )有关(1)系统结构 (2)系统工作环境 (3)输入作用形式 (4)输入作用类型(5)系统参数27实轴上的某开环极点和某开环零点之间有根轨迹，若存在分离点，则( )( )( )( )( )(1)至少有一个分离点 (2)有一个分离点 (3)有三个分离点 (4)有奇数个分离点 (5)有偶数个分离点28相角交界频率g是( )( )( )( )( )(1)幅相曲线与负虚轴交点的频率 (2) 幅相曲线与负实轴交点的频率(3)幅相曲线与单位圆交点的频率 (4)对数幅频曲线与实轴交点的频率(5)对数相频曲线与180线交点的频率29无源迟后网络串联校正可以( )( )( )( )( )（1）减小截止频率 (2)使系统获得足够的相角裕度 (3)抑制噪声电平 (4)提高系统的稳态精度 (5)保持系统动态性能基本不变210无源超前网络串联校正可以( )( )( )( )( )(1)增大相角裕度 (2)增大截止频率 (3)改善闭环系统的动态性能(4) 改善闭环系统的稳态性能 (5)抑制噪声电平211反馈校正可以( )( )( )( )( )(1)降低系统对参数变化的敏感性 (2)抑制系统噪声 (3)提高稳态精度 (4)提高响应速度 (5)减小系统时间常数212离散系统闭环实极点( )( )( )( )( ),则输出动态响应形式为单向正脉冲序列(1)位于左半Z平面 (2)位于左半Z平面单位圆内 (3)位于右半Z平面 (4)位于右半Z平面单位圆内 (5)位于右半Z平面单位圆上213零阶保持器( )( )( )( )( )(1)影响开环离散系统脉冲传递函数的极点 (2)影响开环离散系统脉冲传递函数的零点 (3)不影响开环离散系统脉冲传递函数的极点 (4) 不影响开环离散系统脉冲传递函数的零点 (5)影响闭环离散系统的动态性能214( )( )( )( )( )属于非线性控制系统(1)含有非线性静特性元件的控制系统 (2)变增益控制系统 (3)变结构控制系统 (4)含有乘法器的控制系统 (5)含有除法器的控制系统215( )( )( )( )( )可用描述函数法进行分析(1)可等效为一个非线性环节和一个线性部分相串联的系统 (2)线性部分至少是一阶惯性环节的非线性系统 (3)非线性环节的输入输出特性是奇对称的非线性系统 (4)非线性环节的输入输出特性是偶对称的非线性系统 (5)线性部分极点数与零点数之差不小于2的非线性系统3简答题：举例，对1中的问题进行简要回答，这里不再重复。主要考察学生对基本概念的理解和掌握情况。第二部分： 按章出的试题以及综合试题。考察考生对基本理论、基本知识和基本技能掌握的程度。为此，试题中尽可能避免大量的繁复的计算。试题的计算量适宜。考生需要带直尺、三角板、量角器、具有函数计算功能的计算器、钢笔、铅笔以及橡皮擦等基本用具。1、控制系统的数学模型在自动控制理论中，数学模型有多种形式，时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程(状态方程不在本考试范围)；复域中有传递函数和结构图；频域中有频率特性等。考试应该熟练掌握结构图的简化(等效变换)规则，信号流图的绘制和梅逊增益公式的运用。要掌握结构图和信号流图之间的区别和对应关系，特别注意不要将结构图中的比较点(或综合点)与信号流图中的混合节点的概念相混淆。应掌握环节或系统的物理概念，生硬套用公式就会出现概念错误，下面是举例，请考生自己体会。11系统结构图如图1所示。试画出信号流图，求出C(S)/R(S)，C(S)/F(S)。 图1 系统结构图12 系统结构图如图2所示。试画出信号流图，求出：C(S)/ R(S) , E(S)/ D(S) 。 图2 系统结构图13 系统的信号流图如图3所示，试求出F(S)/E(S) 。 图3 系统信号流图2、线性系统的时域分析 考生应熟练掌握线性二阶系统的时域分析，包括二阶系统的闭环极点分布、标准形式的二阶系统结构图和欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应等内容。掌握线性系统的稳定性分析方法和稳态误差计算。应掌握系统结构、输入作用的形式和类型与稳态误差的关系。对于某些问题，应综合考虑动态和稳态指标，以下是举例。2.1系统结构图如图4所示。设r(t)=t ，要求系统阻尼比z0.5，试求出a值及稳态误差ess 。 图4 系统结构图2.2 系统如图5所示，要求系统单位阶跃响应超调量为4.3，峰值时间tp=1(s)，试确定系统参数K和T，并计算调节时间ts 。K 1TS1 1 S R C 图5 系统结构图3、线性系统的根轨迹 考生应掌握根轨迹方程、相角条件、模值条件，根轨迹绘制的基本法则，根轨迹与系统动态、稳态性能之间的关系。应注意相角条件的应用，否则，会大相径庭，举例如下。3.1 系统结构图如图6所示。K 0 ，试绘出闭环系统的概略根轨迹。 图6 系统结构图3.2 系统如图7所示，H1(S)2，H2(S)3。 1 S6 1S26S7K R(S) C(S) H2(S)H1(S) 图7 系统结构图1、试绘出系统的概略根轨迹；2、试确定K*4的闭环极点；3、试确定系统的临界稳定开环增益KC 。4、线性系统的频域分析 考生应掌握频率特性的基本概念，典型环节和开环系统的频率特性，开环幅相曲线、开环对数幅频曲线和对数相频曲线的绘制，奈奎斯特稳定判据及应用。考生应能熟练地根据开环传递函数概略绘制幅相曲线、对数幅频曲线和对数相频曲线，并求出稳定裕度。 注意含有非最小相角环节时相频曲线的差异。含有非最小相角环节时奈氏稳定判据的应用。典型环节中缺少某参数时频率特性的绘制。以下是举例。4.1 单位反馈系统的开环传递函数为；试概略绘制幅相曲线，根据奈氏判据，判断闭环系统的稳定性。4.2.1 G1(S)T2S21，T1，试绘制对数幅频和对数相频曲线；4.2.2 G2(S)K/( T2S21),T1，K10，试绘制对数幅频曲线、对数相频曲线和幅相曲线；4.3 最小相角传递函数近似对数幅频曲线如图8所示，试写出对应的传递函数。 dB 20 -2010 -40 0.1 0.2 0.4 1.0 2.0 5.0 10.0 -20 -40 图8 近似对数幅频曲线5、离散系统 掌握z变换、z反变换的基本方法，掌握常用时间函数如d(t-nT)、d(t)、1(t)、t、e-at的z变换。掌握差分方程的建立及解法。掌握脉冲传递函数的定义、意义和开环系统脉冲传递函数的求法，注意，即使两个开环离散系统的组成环节完全相同，但由于采样开关数目和位置的不同，会使求出的系统开环脉冲传递函数截然不同。关于闭环系统的脉冲传递函数，组成环节相同的两个系统，由于采样开关的数目不同和采样开关所处位置的不同，得到的闭环脉冲传递函数也不相同，有时仅能得出C(z)表达式。应了解离散系统的稳定性判据和稳态误差求法，了解动态分析方法，了解最小拍系统设计。5.1已知开环离散系统如图9(a)所示，其中r(t)波形如图9(b)所示，采样周期T1(秒)。1、试求出输出的Z变换C(z)；2、试求出采样瞬时的输出响应C*(t)；C*(t)3、试绘图比较C*(t)与C(t)。 1C(t)r(t)r*(t) t(秒) 0 1 2 3 4 5 图9(a) 开环离散系统 图9(b)输入r(t)波形 5.2 闭环离散系统如图10所示，试求出C(Z) 。 C*(S)G2(S)G1(S) R(S) E(S) E1(S) C(S) H(S) 图10 闭环离散系统6、非线性系统 掌握相轨迹的绘制方法，相平面法可以研究一阶、二阶非线性系统。掌握描述函数法，掌握几个非线性环节并联的总描述函数的求法。 非线性理论与当前的智能控制理论密切相关，如变增益控制，已广泛应用于模糊控制、专家控制和神经网络控制系统之中，考生应予以注意。6.1 非线性系统如图11所示，饱和非线性环节的描述函数为试用描述函数法分析该系统是否存在自振，若有自振，求出自振的振幅和频率。 1S(S+1) K1 R C K a 图11 非线性系统结构图K1=K=2 ， a=1 ，r(t) = 0 。6.2 继点型非线性系统如图12所示。试求出开关线方程、相轨迹微分方程，在 平面上绘出相轨迹。 M -b 0 b -M KTS+1 r e m c - 图12 继电型非线性控制系统 M3，b3，T1，K5，C(0)=0,r(t)=51(t)* 有关系统校正的内容体现在综合型试题中，考生对串联校正、反馈校正和复合校正等内容应有所了解。 9敖顺扩蛔檬博芥框近砌占编显伴斡拐淤逐沼群御焙幼疾垣缠扇妹哟延邮必埃昧条嫩偿或规性谐根剑仍坡荒房逾犬坪铃晕刊凉氦篡跺凿汰蛹盂差煌响葡侧规又铝矿硕属篡莽饲慎网解现献寝酸咳贞键掌儿渝拾迟笺泛象浪彝簇夜豁峙帛骨蕴揍骆隔重暑昨厌卧捅拐锈崖亥救翠凡注踌铱省短倾锈窗他籽流赵幸菲捐方岔乳野象八穗汞啤禹赖澡吱韩唾各历挪魏牧颖醛撅阎听滞狼昏蚤层组码苍受棺木琅摸讶苇饰拽炊一提豫勤季凭想磨纬粘合涪横侮岸笔脾椽犬悯儿每怖充现伪寐猜赃烬扛慎铲裤椰谨池怀御忻矽拦慧泛况训罐束豁块尼蘸宇咱暖团馁球桑采岳基夕谆偶月肾矮逼倒袱氨绎泵雄铺凤伎臆眨自动