931 自动控制原理考试大纲(2015版)
【北航考研辅导班】北航航空科学与工程学院考研科目参考书考研大纲考研分数线报录比考研经验
【北航考研辅导班】北航航空科学与工程学院考研科目参考书考研大纲考研分数线报录比考研经验一、北航航空科学与工程学院简介-启道航空科学与工程学院是北航最具有航空航天特色的院系之一,前身是飞机系,成立于1952年,首任系主任是“两弹一星”功勋科学家屠守锷院士。
主要从事大气层内各类航空器(飞机、直升机、飞艇等)、临近空间飞行器、微小型飞行器等的总体设计、气动、结构、强度、飞行力学、人机环境控制等方面的基础性、前瞻性、工程型以及新概念、新理论、新方法研究与教育工作。
曾成功研制了“北京一号”中程旅客机、“蜜蜂”系列轻型飞机、共轴双旋翼飞机,填补了国内空白。
半个多世纪以来培养了大批杰出人才,包括原全国人大副委员长李沛瑶等国家领导人;中央委员、中央军民军民融合办常务副主任金壮龙,中央委员、浙江省委副书记、省长袁家军等一大批治国栋梁;载人航天工程总设计师王永志、“神舟”五号飞船总设计师戚发轫、航空重点型号总设计师唐长红等18位两院院士;以及大族激光董事长高云峰、新湖期货董事长马文胜等一大批优秀年轻企业家。
学院下设6个实体单位:飞机系、空气动力学系(流体力学研究所)、飞行器结构强度系(固体力学研究所)、人机与环境工程系、飞行力学与控制系、动力学与控制系;涉及3个一级学科:航空宇航科学与技术、力学、动力工程及工程热物理学科,在教育部学位与研究生教育发展中心组织的第四轮学科评估中,航空宇航科学与技术获得一流学科奖(A+类),力学获得(A-类),两个学科双双被列入教育部一流学科建设名单;涉及10个二级学科,其中流体力学、固体力学、飞行器设计、人机与环境工程学科、工程力学、一般力学及力学基础是国家重点二级学科。
学院建有国家计算流体力学国防科技重点实验室、人机工效与环境控制国防重点学科实验室、粉体技术研究开发北京市重点实验室、流体力学教育部重点实验室、航空科学与技术国家实验室(筹)(飞行器设计基础部)、航空器先进设计技术重点实验室;国家航空航天实验教学示范中心、国家工科基础课程(力学)教学基地、航空科学技术虚拟仿真实验教学中心、(北京)航空航天博物馆、北京市力学实验教学示范中心、航空创新实践基地等。
《自动控制原理》考试大纲
题号:821
《自动控制原理》
考试大纲
一、考试内容
正确理解自动控制原理的有关概念。
掌握结构图等效变换方法和梅森公式。
能熟练求取系统传递函数。
掌握代数稳定判据及在判定系统稳定性方面的应用方法;掌握系统稳态误差的分析计算方法;掌握一、二阶系统典型相应的特点以及模型参数与动态性能的关系;了解附加闭环零极点对系统动态性能的影响;能熟练进行有关的分析计算。
能熟练绘制系统根轨迹(包括广义根轨迹)并分析系统性能参数变化趋势,掌握有关的计算方法。
掌握典型环节频率特性,能熟练绘制开环系统频率特性;掌握频域稳定判据;掌握稳定裕度计算及系统性能估算方法;正确理解闭环频率特性及相应指标。
掌握频域串联校正方法;掌握反馈校正和复合校正方法。
能熟练推导离散系统脉冲传递函数。
熟练掌握离散系统稳定性判据和稳态误差计算方法。
了解非线性系统运动的特点,重点掌握运用描述函数法进行非线性系统稳定性及自振分析的方法。
一般掌握相平面法。
注重各章概念的融会贯通以及解题方法的综合运用。
二、参考书目
胡寿松主编,《自动控制原理》(第三版),国防工业出版社。
(完整)《自动控制原理》考试大纲概要
《自动控制原理》考试大纲一、考试对象电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科插班生二、考试目的《自动控制原理》课程考试旨在考察学生对自动控制系统的基本概念、基本原理及基本分析方法的掌握和运用,着重考察学生应用适当数学工具和基本原理,用不同方法对系统进行分析的能力.本门课程考核要求由低到高共分为“了解"、“掌握"、“熟练掌握”三个层次。
其含义:了解,指学生能懂得所学知识,能在有关问题中认识或再现它们;掌握,指学生清楚地理解所学知识(例如定理的条件与结论,公式的表述与使用范围等),并且能在基本分析和简单应用中正确地使用它们;熟练掌握,指学生能较为深刻理解所学知识,在此基础上能够准确、熟练地使用它们分析解决较为简单的实际问题。
三、考试方法和考试时间1、考试方法:(闭卷笔试)2、记分方式:百分制,满分为100分3、考试时间:120分钟4、试题总数:五大题(部分大题中含有若干个小题)5、命题的指导思想和原则命题的总的指导思想是:全面考查学生对本课程的基本原理、基本概念和主要知识点学习、理解和掌握的情况。
命题的原则是:最基本的知识一般要占60%左右,稍微灵活一点的题目要占20%左右,较难的题目要占20%左右,其中大多数是大题目。
客观性的题目占的分量较少。
6、题目类型(1)填空题(每题3分,约15分)(2)选择题(每题3分,约15分)(3)简答题(每题10分,约10分)(4)分析计算题(约40分)(5)作图题(每题10分,约20分)7、答题要求(1)简答题:只要求答出要点,如果本身所表示的意思不明确,则需要对要点稍作说明.若要点本身所表示的意思已经很明确,就无需再作说明。
(2)分析计算题:分析思路清晰,公式表述清楚;解题时思路清楚,步骤完整,格式规范化。
这类题一般按演算步骤记分,如果计算结果不对,但演算步骤对了,仍可得一定分数。
(3)作图题:要求作图步骤清楚,若图未做完,可按作图步骤得一定分数。
自动控制原理考试大纲
主观题约67分
1.计算题约20分
2.分析综合题约37分
3.设计综合题约10分
三、考试内容与要求
(一)自动控制的基本概念及控制系统的数学模型
考试内容
反馈控制原理;开环和闭环控制;自动控制系统的分类、基本组成和基本要求;控制系统的时域及复域数学模型;控制系统的结构图及其化简。
考试要求
1.了解基本概念:自动控制、反馈控制、开环控制与闭环控制、传递函数、系统的方框图。
(三)线性系统的根轨迹法
考试内容
控制系统根轨迹的基本概念;根轨迹方程及绘制根轨迹的基本法则;系统性能的分析。
考试要求
1.了解系统根轨迹的基本概念。
2.理解 和零度根轨迹的对应关系以及开环零、极点分布与根轨迹形状间的对应关系。
3.掌握根轨迹与系统性能的关系。
(四)线性系统的频域分析法
考试内容
频率特性;典型环节;开环系统的频率特性(幅相曲线与对数频率特性曲线);频率域稳定判据;控制系统相对稳定性;闭环系统的频域性能指标及其与时域指标的关系。
二、试卷结构(满分100分)
内容比例:
自动控制的基本概念及控制系统的数学模型约13分
线性系统的时域分析法约23分
线性系统的根轨迹法约6分
线性系统的频域分析法约30分
线性系统的校正方法约12分
线性离散系统的分析及非线性控制系统分析约6分
综合设计约10分
题型比例:
客观题约33分
1.选择题约10分
2.判断题约13分
考试要求
1.了解系统的设计与校正问题。
2.理解反馈校正综合设计法的应用。
3.掌握典型校正环节对系统的校正作用;串联校正的分析法设计;串联校正参数的确定
【北航考研辅导班】北航航天工程(专业学位)考研科目参考书考研大纲考研分数线报录比考研经验
【北航考研辅导班】北航航天工程(专业学位)考研科目参考书考研大纲考研分数线报录比考研经验一、北航宇航学院简介-启道1956年在我国航天事业创建的同时,北京航空学院(1988年更名为北京航空航天大学)就在国内率先创建了火箭设计和火箭发动机教研室,由屠守锷、曹传钧担任教研室主任;1958年正式组建了火箭系,设有运载火箭设计、有翼导弹设计、液体火箭发动机设计、固体火箭发动机设计、导弹飞行力学、自动控制、发射装置、遥控遥测等专业;1970年由于上级主管部门的变更,学校按学科调整内部结构,将原火箭系各专业划归到有关的系进行管理,并继续为航天技术领域培养人才,进行科学研究;1988年为适应我国航天工业和科学技术发展的需要,学校决定在原火箭系的基础上成立宇航学院。
宇航学院现设有航天飞行器技术系、航天制导导航与控制系、宇航推进系、图像处理中心四个教学科研机构。
拥有飞行器设计与工程(航天)、探测制导与控制技术(航天)、飞行器动力工程(航天)和飞行器控制与信息工程四个本科专业。
拥有航空宇航科学与技术、控制科学与工程二个一级学科,其中航空宇航科学与技术和控制科学与工程为国家重点学科和博士后流动站,且航空宇航科学与技术学科国内排名第一。
拥有飞行器设计、航空宇航推进理论与工程、导航制导与控制、模式识别与智能系统四个博士学位授权点,飞行器设计、航空宇航推进理论与工程、导航制导与控制、模式识别与智能系统四个硕士学位授权点,航天工程专业硕士学位授权点。
以上学科专业均是航天领域的核心学科专业,是航天科技发展的重要支撑。
宇航学院现有教职工127人,其中院士1人、长江学者特聘教授2人、讲座教授2人、国家杰出青年基金获得者1人、人事部百千万人才1人、外专千人2人,教授29人、博士导师29人(其中兼职博导6人)、副教授48人,在站博士后8人,具有博士学位的教师112人,在职教授的授课率达100%。
高水平的师资队伍为学院完成国家赋予的教学、科研任务奠定了人才基础。
自动控制原理考试大纲
根轨迹绘制方法
绘制工具
使用MATLAB/Simulink等软件进行根轨迹绘制。
绘制步骤
确定系统的开环传递函数,计算出系统的极点, 根据极点位点,使根轨 迹图更易于观察和分析。
根轨迹分析法
稳定性分析
通过观察根轨迹上的点是否在复平面的左半部分,判断系统是否稳 定。
频率特性与系统函数关系
系统的频率特性与其传递函数之间存在直接 关系,通过分析传递函数可以得到系统的频 率特性。
频率特性绘制方法
实验法
通过实验测试系统对不同频率信号的响应,记录数据并绘制频率 特性图。
解析法
根据系统传递函数,利用数学工具计算频率特性,并绘制相应的图 谱。
近似法
对于某些复杂系统,可以采用近似方法计算频率特性,如采用等效 滤波器法等。
动态结构图的组成
了解动态结构图由哪些基本环节组成,如输入、输出、 比较器、放大器等。
动态结构图的建立
根据系统结构和参数,建立动态结构图。
动态结构图的分析
通过分析动态结构图,了解系统动态特性和稳定性等。
03
线性系统的时域分析
系统的稳定性分析
定义
系统在受到扰动后,能够恢复到原始状态的 能力。
判据
劳斯稳定判据、赫尔维茨稳定判据等。
准确性
系统能够准确地跟踪输入的变化。
03
02
快速性
系统能够快速地响应输入的变化。
抗干扰性
系统能够抵抗外部干扰的影响,保 持稳定运行。
04
02
控制系统数学模型
控制系统微分方程
线性常微分方程的建立
根据系统物理规律和输入输 出关系,建立线性常微分方 程。
初始条件和边界条件
确定系统初始状态和边界条 件,以便求解微分方程。
北京航空航天大学《931自动控制原理综合》历年考研真题(含部分答案)专业课考试试题
2014年北京航空航天大学931自动控制原理 综合考研真题
2013年北京航空航天大学931自动控制原理 综合考研真题
2012年北京航空航天大学931自动控制原理 综合考研真题
2011年北京航空航天大学931自动控制原理 综合考研真题
2010年北京航空航天大学931自动控制原理 综合考研真题
目 录
2014年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2013年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2012年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2011年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2010年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2009年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2008年北京航空航天大学931自动控制原理综合考研真题 2007年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题及详解 2006年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题及部分详解 2005年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题及详解 2004年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题及详解 2003年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题及详解 2002年北京航空航天大学431自动控制原理考研真题 2001年北京航空航天大学453自动控制原理考研真题及详解 2000年北京航空航天大学453自动控制原理考研真题
2001年北京航空航天大学453自动控制原理 考研真题及详解
2000年北京航空航天大学453自动控制原理 考研真题
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2004年北京航空航天大学431自动控制原理 考研真题及详解
2003年北京航空航天大学431自动控制原理 考研真题及详解
自动控制原理复习提纲(版)PDF.pdf
关系。P155(背)
①要求系统稳定,则必须使所有的闭
环极点 si 均位于 s 平面的左半部。
②要求系统的快速性好,应使阶跃响 应式中每个分量衰减得快,则闭环极 点应远离虚轴。要求系统平稳性好, 则复数极点最好设置在 s 平面中与负
实轴成 45。夹角线附近。
③要求动态过程尽快消失,要求系数
6
21. 什 么 是 主 导 极
点,什么是偶极子
p155(背)
主导极点:离虚轴最 近且附近没有闭环 零点的一些闭环极 点(复数极点或实数 极点)对系统的动态 过程性能影响最大, 起着主要的决定的 作用的。 偶极子:将一对靠得 很近的闭环零、极点 称为偶极子 22.什么是最小相位 系统与非最小相位 系统 p162(背) 最小相位系统:系统 的所有开环极点和 零点都位于 s 平面的 左半部 非最小相位系统:s 平面的右半部具有 开环极点或零点的 系统 第五章: 23. 频 率 特 性 的 定 义:(背)线性定常 系统,在正弦信号作 用下,输出的稳态分 量与输入的复数比。 称为系统的频率特 性(即为幅相频率特 性,简称幅相特性)。 24.奈氏曲线 奈奎斯特图是对于一 个连续时间的线性非 时变系统,将其频率 响应的增益及相位以 极座标的方式绘出, 常在控制系统或信号 处理中使用,可以用 来判断一个有回授的 系统是否稳定。奈奎 斯特图上每一点都是 对应一特定频率下的 频率响应,该点相对 于原点的角度表示相 位,而和原点之间的 距离表示增益,因此
线性定常系统(或元件)的传递函数为在零初始条件下,系统(或元件)的输出变量拉氏变换与输入变量拉氏变 换之比。
这里的零初始条件包含两方面的意思,一是指输入作用是在 t=0 以后才加于系统,因此输入量及其各阶导数,在
《自动控制原理》考试大纲
(一)试卷满分为150分。
(二)内容比例控制系统的数学模型约30分反馈控制系统的性能指标约30分反馈控制系统的稳定性约25分根轨迹分析和设计系统的方法约20分频率响应约30分校正网络的设计约15分(三)题型比例计算题约占40%分析题约占60%第二部分考查的知识范围一、控制系统理论的基本概念控制系统是由各部件互联而形成的一个系统结构,并能够提供所期望的响应。
开环控制系统是利用调节装置直接控制过程;闭环控制系统是将系统的输出测量反馈并将该反馈信号与期望的输出进行比较的系统。
二、动态系统的数学模型(一)物理系统的数学模型、线性化、Laplace变换数学模型是分析和设计控制系统的基础。
由于所考察的系统在性质上是动态的,所以描述方程通常是微分方程。
如果能够线性化这些方程,那么就可以使用Laplace变换简化求解方法。
(二)线性系统的传递函数线性系统的传递函数定义为所有初始条件假定为零时的输出变量Laplace 变换与输入变量Laplace变换之比。
系统(或元件)的传递函数描述了所考虑系统的动态关系。
(三)方块图模型和信号流图模型方框图描述了系统变量之间的关系。
方框图由单向功能块组成,它表示变量间的传递函数。
信号流图是由节点和连接它们的若干有向支路组成的,它是一组线性关系的图解表示法。
可以采用MASON增益公式对获得系统的传递函数。
(四)状态变量、状态微分方程和状态流图模型系统状态是指表示系统的一组变量,若已知这组变量、输入信号和描述系统动态特性的方程,就可以完全确定系统未来的状态和输出响应。
状态微分方程将系统状态的变化率与系统状态和输入信号联系起来,线性系统的输出则通过输出方程把状态变量和输入信号联系起来。
状态流图可以采用相变量型状态流图和输入前馈形式型状态流图模型。
(五)状态转移矩阵和系统响应矩阵指数Φ(t) 称为为状态转移矩阵。
通过求得控制系统状态变量的时间响应可以检验系统的性能。
求解状态向量微分方程可得到系统的瞬态响应。
《自动控制原理》考试大纲
《自动控制原理》考试大纲
一、考试的总体要求
主要内容包括控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频率特性法、离散系统分析、非线性系统分析和自动控制理论综合等内容,强调的是物理概念和实际应用,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试的内容
1.自动控制的基本概念
1)自动控制的基本原理与方式
2)自动控制原理的分类、基本要求、分析与设计工具
2.控制系统的数学模型
1)控制系统的时域数学模型
2)控制系统的复数域数学模型
3)控制系统的结构图与信号流图
3. 线性系统的时域分析法
1)一阶系统的时域分析
2)二阶系统的时域分析
3)高阶系统的时域分析
4)线性系统的稳定性分析
5)线性系统的稳态误差计算
4.线性系统的根轨迹法
1)根轨迹法的基本概念
2)系统的性能分析
3)控制系统复域设计
5.线性系统的频域分析法
1)典型环节与开环系统的频率特性2)频率域稳定判据
3)稳定裕度
4)频域性能指标分析
5)控制系统频域设计
6.线性系统的校正方法
1)串联校正
2)前馈校正
3)复合校正
4)控制系统校正设计。
931自动控制原理综合
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海文专业课国庆强化班讲义
1)力偶不能简化为一个合力 由于力不能只产生转动效应,所以力不能与力偶等效,也就是说,力偶不能简化为一个 合力,也不能被一个力所平衡,力偶只能与另一力偶等效,只能与力偶平衡。 2)力偶对刚体的作用效果完全决定于力偶矩 力偶对刚体的作用决定于力偶矩的大小和转向,只要力偶矩的大小和转向不变,力偶中 力的大小和力偶臂的长短可以相应的改变,而不会影响力偶对刚体作用的效果。也就是说: 力偶矩相等的两个力偶对刚体说来是等效力偶。或者说,同一平面内的两个力偶,只要其力 偶矩相等,则它们对刚体的作用效果就相等。 3)力偶中两力对任意点之矩的代数和等于力偶矩,力偶中两力在任意轴上投影的代数和 等于零。 (四)计算力偶系的平衡方程 力偶系作用下刚体平衡的必要充分条件是合力偶矩矢等于零,即力偶系各力偶矩矢的矢 量和等于零。力偶系各力偶矩分别在三个坐标轴上投影的代数和等于零。这组方程称为力偶 系作用下刚体的平衡方程。
A
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= x Fx 2)力对轴之矩
y Fy
z = (yFz − zFy ) i + (zFx − xFz ) j + (xFy − yFx ) k Fz
力对轴之矩等于力在垂直于该轴平面上的投影对轴与平面交点之矩。
考试点: (一)能熟练地计算力在轴上的投影 (二)平面汇交力系合成和平衡的几何法和解析法 1、三力平衡定理 当刚体在三个力作用下,处于平衡状态时,此三力必须共面,并且三力的作用线或者相 交于一点,或者互相平行。 2、平面汇交力系平衡的几何条件 因平面汇交力系平衡的必要且充分条件是力系的合力等于零,即
∑M = 0
⎧∑ M x = 0 ⎪ ⎨∑ M y = 0 ⎪ M =0 ⎩∑ z
平面力偶系作用下刚体的平衡方程只有一个:
自动控制原理考研大纲
自动控制原理考研大纲自动控制原理是控制科学与工程技术的基础课程,是控制工程专业的核心课程之一。
它是研究控制系统的基本原理和设计方法的一门学科,是控制工程领域的基础和核心。
自动控制原理的研究对象是各种动态系统,包括机械系统、电气系统、热力系统、生物系统等,它研究如何设计合适的控制器,使得系统的性能指标能够满足要求。
自动控制原理考研大纲主要包括以下几个方面的内容:1. 数学基础,包括微积分、线性代数、概率论与数理统计等数学知识。
掌握这些数学基础知识对于深入理解自动控制原理至关重要,因为控制理论是建立在数学基础之上的。
2. 信号与系统,包括连续时间信号与系统、离散时间信号与系统等内容。
信号与系统是自动控制原理的基础,通过对信号与系统的学习,可以深入理解控制系统的动态特性。
3. 控制系统基本理论,包括控制系统的基本概念、控制系统的数学描述、控制系统的性能指标等内容。
掌握控制系统的基本理论是理解和设计控制系统的基础。
4. 控制系统分析与设计,包括时域分析、频域分析、根轨迹法、频率法等内容。
通过对控制系统的分析与设计,可以评价和改进控制系统的性能。
5. 离散系统控制理论,包括离散系统的时域分析、频域分析、离散系统的根轨迹法、频率法等内容。
离散系统控制理论是自动控制原理中的重要内容,对于数字控制系统的设计与分析至关重要。
6. 非线性系统控制理论,包括非线性系统的稳定性分析、非线性系统的控制设计等内容。
非线性系统是自动控制原理中的难点和热点,对于控制系统的实际应用具有重要意义。
自动控制原理是一门理论联系实际的学科,它既有严谨的数学理论基础,又有广泛的工程应用。
掌握自动控制原理的基本知识,对于从事控制工程相关领域的工程师和研究人员来说至关重要。
通过对自动控制原理的学习,可以提高工程实践中的问题解决能力,为控制系统的设计与优化提供理论支持。
总的来说,自动控制原理考研大纲涵盖了控制工程专业的基础知识和核心理论,是控制工程专业研究生入学考试的重要内容。
北航933控制工程综合2015master题解
北京航空航天大学2015年 硕士研究生入学考试试题 科目代码:931自动控制原理综合 (共5页)考生注意:所有答题务必书写在考场提供的答题纸上,写在本试题单上的答题一律无效(本题单不参与阅卷)。
自动控制原理部分,共6题,90分一、(本题15分) 系统结构图如题一图所示:题一图其中,1K 和2K 均为大于零的常数。
试确定1K 和2K 的值,使得闭环系统调节时间1s t =秒(取5%误差带)、超调量100%e -=⨯。
解:系统结构图经化简后可求出闭环传递函数为:12121()()(1)c s K r s s K K s K =+++ 由题目条件可知1,2==。
3.51,2s n n t w w ===。
可算得:124912,249K K ==。
二、 (本题15分) 某单位负反馈系统的开环传递函数如下:()*2(0.5)()5K s G s s s +=+试绘制当*K 由0变化到 时的闭环根轨迹。
解:(1)三条根轨迹,起始于0,0,-5,终止于-0.5,,∞∞。
(2)实轴上的根轨迹(-5,-0.5)。
(3)渐近线(21),0,1 2.252a a k k+===-。
(4)分离点坐标1111,2, 1.2550.5d d d d d ++==--++。
三、(本题15分) 单位负反馈系统的开环传递函数为2(1)()113K s G s s s +=⎛⎫+ ⎪⎝⎭试确定K 取何值时,系统达到最大相位稳定裕度,并求其值,并绘制此时系统的开环对数幅频渐近曲线和相频曲线。
解:相稳定裕度为:11arctan()arctan()180(180)arctan()arctan()33︒︒=----=-c c c c w w w w 21233tan 111133c c cc c cw w w w w w -==++,对其求导后极大值点为c w = 相稳定裕度30 ︒=。
此时()1c G jw ==,得K =第931-1页四、(本题15分) 非线性系统的结构图如题四图所示,试用描述函数法分析该系统是否存在稳定的自激振荡,其中,M K T 、、、均为正实数。
2015年专升本电气工程及自动化专业考试大纲
2015年专升本电气工程及自动化专业考试大纲考试科目:自动控制原理、电子技术、电路原理考试时间:150分钟成绩分配:总分200分,其中自动控制原理60分、电子技术70分、电路原理70分第一部分《自动控制原理》一、自控系统的一般概念1、了解自动控制系统的基本原理及三种基本控制方式(开环、闭环、复合)。
2、掌握自动控制系统的基本组成,能熟练分析自动控制系统的受控对象、被控制量、给定量和扰动量。
二、控制系统的数学模型1、了解传递函数的定义及基本性质。
2、掌握简单电路和运算放大器的传递函数求法。
3、熟练掌握动态结构图及其等效变换。
三、时域分析1、了解由传递函数求时域响应的一般方法。
2、熟练掌握一阶和二阶系统的性能指标和系统参数之间的关系。
3、熟练掌握劳斯稳定判据及其应用。
4、掌握稳态误差的分析和计算的基本方法。
四、根轨迹法1、了解闭环零极点位置与时域响应性能的关系。
2、掌握根轨迹绘制的一般方法。
3、了解由根轨迹图分析时域响应的一般方法。
五、频率特性1、了解频率特性的基本概念。
2、掌握乃氏图的一般绘制方法,熟练掌握伯德图的绘制。
3、熟练掌握乃氏判据及应用和稳定裕度的求法。
4、了解频率特性与时域响应性能的关系。
六、系统校正1、了解校正的基本概念及三种基本校正方法。
2、掌握用频率法设计串联校正装置的一般方法。
参考教材:《自动控制原理》西安电子科技大学出版社,2009,赵四化主编第二部分《电子技术》一、半导体器件1、掌握二极管及三极管的基本原理2、熟练掌握三极管管脚的判断二、基本放大电路1、掌握共射极放大电路的工作原理2、熟练掌握交流微变电路的画法3、熟练掌握用等效电路法对电路做静态和动态分析三、集成运算放大器的应用1、熟练掌握比例、加减运算电路的分析和设计2、掌握电压比较器的阈值计算、电压传输特性及应用四、逻辑代数1、理解逻辑代数的基本概念。
2、熟练掌握常用公式和基本定理。
3、熟练掌握逻辑函数的公式法及卡诺图法化简。
2015自动控制原理
一、填空题1. 控制系统由 控制对象 和 控制器 两部分组成。
2. 对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、快速性和准确性。
3. 建立系统数学模型的方法有 机理法 和 辨识法 两种。
3.在经典控制理论中,常用的控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、动态结构图4. 经典控制理论采用的数学模型主要以传递函数、为基础;现代控制理论采用的数学模型主要以为 状态空间方程 基础。
5. I 型系统)2()(+=s s k s G 在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,稳态误差为 ∞ 。
6.某线性定常系统的单位斜坡响应为t e t t y +=)( 其单位阶跃响应为t e t y +=1)(7.在初始条件为零时,系统 输出量的拉式变换 与输入量的拉式变换 之比称为线性系统(或元件)的传递函数。
8.在工程控制实践中,为使系统有满意的稳定性储备,一般其幅值裕度应满足 大于6dB或大于2 。
9.离散信号)(t f *的数学表达式为 ∑∞=*-=0)()()(k kT t kT f t f δ10. 象函数1(s)(s 1)(s 2)F =++,其部分分式可展开为111s 2s -++;对应的原函数()=f t 2()t t f t e e --=-。
10. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 负实根或负实部的复数根 ,即系统的特征根必须全部在 复平面的左半平面 是系统稳定的充要条件。
11 频率响应是系统对正弦输入稳态响应,频率特性包括 幅频和相频 两种特性。
12. 如果在系统中只有离散信号而没有连续信号,则称此系统为离散(数字)控制系统,其输入、输出关系常用差分方程来描述。
13.若线性系统的输入信号为)(t r ,输出信号为)(t c ,则系统的传递函数)(s G = ()C s R s 。
14.环节串联时总的传递函数等于各环节传递函数的 乘积 。
15.某系统的闭环传递函数为10(s)2s 1Φ=+,则该系统的单位阶跃响应的稳态值为 10 ,阶跃响应的调节时间=s t 6 秒(允许误差为5%±)。
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931自动控制原理考试大纲(2015版)
一、考试组成
自动控制原理占90分; 理论力学占60分,总分150分。
二、自动控制原理部分考试大纲
1.自动控制的一般概念
主要内容:自动控制的任务;基本控制方式:开环、闭环(反馈)控制;自动控制的性能要求:稳、快、准。
基本要求:反馈控制原理与动态过程的概念;由给定物理系统建原理方块图。
2.数学模型
主要内容:传递函数及动态结构图;典型环节的传递函数;结构图的等效变换、梅逊公式。
基本要求:典型环节的传递函数;闭环系统动态结构图的绘制;结构图的等效变换。
3.时域分析法
主要内容:典型响应及性能指标、一、二阶系统的分析与计算。
系统稳定性的分析与计算:劳斯、古尔维茨判据。
稳态误差的计算及一般规律。
基本要求:典型响应(以一、二系统的阶跃响应为主)及性能指标计算;系统参数对响应的影响;劳斯、古尔维茨判据的应用;系统稳态误差、终值定理的使用条件。
4.根轨迹法
主要内容:根轨迹的概念与根轨迹方程;根轨迹的绘制法则;广义根轨迹;零、极点分布与阶跃响应性能的关系;主导极点与偶极子。
基本要求:根轨迹法则(法则证明只需一般了解)及根轨迹的绘制;主导极点、偶极子等的概念;利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标。
5.频率响应法
主要内容:线性系统的频率响应;典型环节的频率响应及开环频率响应;Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据;稳定裕度及计算;闭环幅频与阶跃响应的关系,峰值及频宽的概念;开
环频率响应与阶跃响应的关系,三频段(低频段,中频段和高频段)的分析方法。
基本要求:典型环节和开环系统频率响应曲线(Nyquist曲线和对数幅频、相频曲线)的绘制;系统稳定性判据(Nyquist判据和对数判据);等M、等N圆图,尼柯尔斯图仅作一般了解;相稳定裕度和模稳定裕度的计算;明确最小相位和非最小相位系统的差别,明确截止频率和带宽的概念。
6.线性系统的校正方法
主要内容:系统设计问题概述;串联校正特性及作用:超前、滞后;校正设计的频率法及根轨迹法;反馈校正的作用及计算要点;复合校正。
基本要求:校正装置的作用及频率法的应用;以串联校正为主,反馈校正为辅;以频率法为主,根轨迹法为辅;复合校正的应用。
7.线性连续系统的状态空间分析方法
主要内容:状态方程的列写;状态方程的解(矩阵指数及其性质);系统等价变换;状态方程与传递函数的关系;系统的可控性、可观性及其判据;动态方程的标准形(可控标准型、可观标准型);可控性、可观性分解;对偶原理,传递函数的最小实现;状态反馈及极点配置;状态观测器及其设计;有界输入有界输出稳定性。
基本要求:上述主要内容中各点均要求,但仅限于单输入单输出线性定常连续系统。
8. 非线性系统理论
主要内容:非线性系统动态过程的一般特征;典型非线性特性及其影响;谐波线性化及描述函数;用描述函数法研究系统稳定性和自激振荡;相轨迹的一般特点及绘制方法;线性系统的相轨迹;非线性系统的相轨迹绘制及分析。
基本要求:明确描述函数法的使用限制条件;典型环节描述函数;用描述函数法分析非线性系统的稳定性和自激振荡;一、二阶非线性系统的相轨迹绘制及运动分析。
三、理论力学部分的考试大纲
1、几何静力学
静力学的基本公理,受力分析,力系简化的基本方法和有关力学量的基本计算,
平衡方程的建立与求解,摩擦(滑动摩擦和滚动摩擦)问题,桁架内力的计算,平衡结构的静定性问题。
2、分析静力学
各种力(重力、弹性力、有势力、摩擦力、合力、等效力系)的功,约束及其分类、广义坐标和自由度、虚位移与虚功、理想约束、虚位移原理及其应用、有势力作用下质点系平衡位置的稳定性。