广西大学ASEA培训中心-广西自动化学会

广西大学ASEA培训中心

自动化系统工程师资格认证考试

考前培训大纲

一、培训目的

自动化系统工程师资格认证考试是判断自动化系统助理工程师资格申请者（以下简称申请者）是否达到自动化系统助理工程师的水平的主要手段。为了帮助申请者备考，本中心开展考前培训工作。通过考前培训，使申请者能够更系统的掌握自动化系统的基本理论、技术及应用的专业知识，能够更顺利地通过资格认证考试。

二、培训方式

考虑到绝大多数申请者都系统地学习过自动化系统的基本理论、专业技术基础知识和专业知识，考前培训侧重于知识点的归纳、分析及应试训练。考前培训采用课堂讲授、质疑、答疑等方式进行。

三、培训时间

考前培训的时间安排在资格认证考试前两个月开始。

根据全国ASEA办公室的要求，考前培训为40学时。

具体时间的安排可根据学员的具体情况，采用较灵活的方式，如安排集中时段、安排周末、安排晚上等。

四、培训科目和教材

根据《自动化系统工程师资格认证考试大纲》，资格认证考试的科目采用2＋1结构，即两门必考科目加一门选考科目，按40∶40∶20的比例构成试卷。考前培训的科目也据此安排。

两门必考科目是：自动化系统专业基础，自动化系统技术基础。

对于选考科目，本中心暂安排以下科目：石油化工自动化、电站过程自动化、冶金工业自动化、机械制造自动化、轻工与制药生产自动化、建筑智能化系统。

考前培训侧重于两门必考科目，对于选考科目也适当安排一定时间进行培训。

培训教材采用中国自动化学会ASEA办公室组编的系列培训教材。

五、培训内容

考前培训的内容完全按照《自动化系统助理工程师资格认证考试大纲》中的考试内容。

两门必考科目的培训内容如下：

（一）自动化系统专业基础

1．控制理论基础

第一单元：控制系统的数学描述

模块一：时域数学模型。知识点：控制系统数学模型的建立(简单物理系统微分方程的建立)，线性定长微分方程的拉普拉斯变换法求解。※

模块二：复数域数学模型。知识点：传递函数的概念，控制系统的结构图和传递函数，控制系统的信号流图和梅逊公式，利用传递函数求输入信号作用下的输出响应。※模块三：频率域数学模型。知识点：频率特性的定义，控制系统的开环幅、相频率特性(极坐标图、对数频率特性和伯德图)，最小相位系统，控制系统的闭环频率特性。※模块四：状态空间描述。知识点：状态空间的基本概念，线性系统状态空间表达式的建立，状态方程的求解和矩阵指数。※

第二单元：控制系统的性能分析

模块一：时域性能分析。知识点：控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态分析，控制系统的动态分析。※

模块二：频域性能分析。知识点：控制系统的频域稳定性分析，控制系统的频域性能指标。※

模块三：根轨迹性能分析。知识点：根轨迹的基本概念，根轨迹的绘制，控制系统根轨迹的应用。※

模块四：状态空间性能分析。知识点：状态空间描述下控制系统稳定的充分必要条件和稳定性判据，线性控制系统的能控性分析、能观性分析和结构分解，SISO系统传递函数的零极点对消和能控、能观性。※

第三单元：控制系统的校正与综合

模块一：输出反馈控制系统的校正方式。知识点：输出反馈控制系统的基本校正方式和常用校正装置的特点，线性控制系统的基本控制规律。※

模块二：输出反馈控制系统的频率法校正。知识点：频域串连校正装置的分析法设计和综合法设计。※

模块三：输出反馈控制系统的根轨迹法校正。知识点：串连校正装置的根轨迹法设计，零极点对消的校正。※

模块四：反馈校正和前馈校正。知识点：反馈校正的基本原理和设计方法，前馈校正和复合控制校正。※

模块五：基于状态空间模型的系统综合。知识点：反馈的基本形式及性质，单输入系统的极点配置和闭环可镇定问题，状态观测器和带观测器的状态反馈系统。※第四单元：非线性控制系统

模块一：描述函数分析。知识点：描述函数的定义及计算，非线性控制系统的描述函数法分析，极限环的计算和稳定性分析。

模块二：相平面分析。知识点：相平面的基本概念、性质和相轨迹的绘制，奇点和极限环，非线性系统的相平面分析。

模块三：李雅普诺夫稳定性分析。知识点：李雅普诺夫稳定性定义和李雅普诺夫稳定性基本定理，非线性控制系统的李雅普诺夫稳定性分析。

第五单元：采样控制系统

模块一：采样控制系统的数学模型。知识点：差分方程，z变换及其应用，脉冲传递函数，离散动态方程。※

模块二：采样控制系统的性能分析。知识点：采样控制系统的稳定性分析，采样控制系统的稳态和动态分析。采样控制系统的能控、能观性分析。※

模块三：采样控制系统的校正与综合。知识点：采样控制系统控制器的模拟化设计方法，数字控制器的设计，最少拍控制系统数字控制器的设计，数字控制器的约束。※

2．控制系统分析与设计

第一单元：控制系统的分析

模块一：控制系统的设计条件分析。知识点：控制系统的稳定性条件，控制系统的带宽条件，控制系统的典型环节。

模块二：控制系统的设计指标分析。知识点：时域性能指标(峰值时间、调节时间、上升时间、延迟时间、超调量)频域性能指标(谐振峰值、谐振频率、带宽频率、截至频率、相角裕量、幅值裕量)。

第二单元：控制系统的设计

模块一：调节系统的设计。知识点：调节系统的特点、分类、组成和工作原理，比例积分微分控制器的调节作用，对闭环控制系统的影响，简单调节系统的设计，复杂调节系统的设计。

模块二：随动系统的设计。知识点：随动系统的特点，随动系统的分类，随动系统的组成和数学模型，位置随动系统的稳态分析，位置随动系统的结构和动态校正。

第三单元：控制系统的调试

模块一：控制器的参数整定。知识点：控制器的参数整定方法(衰减曲线法、稳定边界法、动态特性法)。

模块二：控制系统的工程调试。知识点：单环调试，双环调试，工程投运。

3．控制系统元件

第一单元：传感器

模块一：位移和速度传感器。知识点：位移和速度的基本概念，差动变压器位移传感器的结构、特性、原理，光栅传感器的结构、特性、原理，光电码盘转速传感器的结构、特性、原理。※

模块二：力传感器。知识点：磁弹性式力传感器，电阻应变式称重传感器。※

模块三：温度传感器。知识点：温标，热电偶温度传感器，热电阻温度传感器，温度变送器。※

模块四：压力传感器。知识点：压力定义和压力单位，弹性式压力传感器，霍尔式压力传感器，压阻式压力传感器，电容式压力传感变送器。※

模块五：流量传感器。知识点：流量和影响流量的因素，节流式流量计，浮子流量传感器，涡轮流量传感器，电磁流量传感变送器。※

模块六：物位传感器。知识点：物位和物位测量仪表，浮筒式液位计，差压式液位计。※

第二单元：控制器

模块一：PID控制器。知识点：线性集成电路运算放大器构成的有源比例积分微分控制器的硬件组成和工作原理，线性集成电路运算放大器的优点，P控制器，PI控制器。※模块二：数字PID控制器。知识点：数字PID控制器的离散化算法(位置式和增量式)，积分分离PID控制器的原理及其控制算法，带死区的PID控制器的原理及其控制算法。※模块三：开关控制器。知识点：双位控制器的输出特点及控制效果，三位控制器的组成及其用途，时间比例控制器的输出特点及控制效果。※

第三单元：执行机构

模块一：直流电动机及其驱动。知识点：直流电动机的结构特点，他励直流电动机的等效电路、机械特性、动态数学模型、调压和弱磁的调速方法，晶闸管相控变换器的相控原理、整流和逆变状态、不可逆和可逆电路，直流PWM变换器的工作原理、不可逆和可逆电路。※模块二：交流电动机及其驱动。知识点：交流异步电动机的结构特点、等效电路、稳态转矩和机械特性，用于驱动异步电动机的SPWM变频器、电流控制的PWM变频器和电压空间矢量控制的PWM变频器的性能特点，异步电动机的标量控制(恒压频比和转差频率控制的基本控制原理)，异步电动机的动态数学模型、磁场定向矢量控制的基本概念。※模块三：步进电动机及其驱动。知识点：步进电动机(磁阻式、感应子式、永磁式)的工作原理及结构特点，它的转矩产生原理、矩角特性、稳定区域、最大负载转矩、矩频特性、连续运行频率、起动频率、起动矩频特性和惯频特性反映步进电机的静态特性和动态特性，步进电动机驱动电源由变频信号源、脉冲分配器和脉冲功率放大器组成，脉冲功率放大器有