华南理工自动控制原理考研试题集锦word.docx
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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
，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。
（1）
（2）
Im
w=+
-1
Re
0
w=0
P=1P=0
（3）（4）
-1
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
。
（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
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
，
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？
图3
七、（25分）系统的开环传递函数为
（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
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
。
图4
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