2021年湖北自考自動控制理論（二）課程考試大綱

                                       
第一部分  課程性質(zhì)與目標
一、課程性質(zhì)與特點

自動控制理論（二）是高等教育自學考試“電氣工程及其自動化”專業(yè)（專升本）的一門專業(yè)課程。該課程側(cè)重于從理論的角度，系統(tǒng)地闡述自動控制科學和技術領域的基本概念和基本規(guī)律，介紹對自動控制系統(tǒng)建模、分析、設計過程中應用的各種原理、思想和方法。

二、課程目標與基本要求
通過本課程的學習，應理解和掌握自動控制系統(tǒng)分析的基本方法、理論及應用。課程內(nèi)容主要包括以下幾個方面：控制系統(tǒng)導論、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 、線性系統(tǒng)的時域分析法 、線性系統(tǒng)的根軌跡法 、線性系統(tǒng)的頻域分析法 、線性系統(tǒng)的校正方法 、線性離散系統(tǒng)的分析。
三、與本專業(yè)其他課程的關系
在學習本課程之前，考生應具有高等數(shù)學、電路、信號與線性系統(tǒng)、電子技術等課程的相關知識和理論基礎，本課程與后續(xù)課程有一定關聯(lián)。
第二部分  考核內(nèi)容與考核目標
第一章  控制系統(tǒng)導論
一、學習目的與要求
通過學習，掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念和分類 ，理解自動控制系統(tǒng)的基本要求。
二、考核知識點與考核目標
（一）自動控制的基本原理（重點）
1、自動控制技術及其應用（理解），2、自動控制理論（理解），3、反饋控制原理（理解），4、反饋控制系統(tǒng)的基本組成（理解），5、自動控制的基本控制方式（理解）。
（二）自動控制系統(tǒng)示例 （一般）
1、函數(shù)記錄儀（識記），2、電阻爐微型計算機溫度控制系統(tǒng)（識記），3、鍋爐液位控制系統(tǒng)（識記）。
（三）自動控制系統(tǒng)的分類 （次重點）
1、線性連續(xù)控制系統(tǒng)（理解），2、線性定常離散控制系統(tǒng)（理解），3、非線性控制系統(tǒng)（理解）。
（四）自動控制系統(tǒng)的基本要求 （重點）
1、基本要求的提法（理解），2、典型外作用（理解）。

第2章 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
一、學習目的與要求
通過學習，熟悉傅里葉變換與拉普拉斯變換以及控制系統(tǒng)的時域、復數(shù)域數(shù)學模型，掌握控制系統(tǒng)的結構圖與信號流圖 。
二、考核知識點與考核目標
（一）傅里葉變換與拉普拉斯變換（重點）
1、 傅里葉級數(shù)（識記），2、傅里葉積分與傅里葉變換（理解），3、拉普拉斯變換（理解），4、拉普拉斯變換的積分下限（理解），5、拉普拉斯變換定理（理解），6、拉普拉斯變換反變換（理解）。
（二）控制系統(tǒng)的時域數(shù)學模型（重點）
1、線性元件的微分方程（理解），2、控制系統(tǒng)的建立（理解），3、線性系統(tǒng)的基本特性（理解），4、線性定常微分方程的求解（理解），5、非線性微分方程的線性化 （識記）
（三）控制系統(tǒng)的復數(shù)域數(shù)學模型 （重點）
1、傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)（理解），2、傳遞函數(shù)的零點和極點（理解），3、傳遞函數(shù)的零點和極點對輸出的影響（理解），4、典型元部件的傳遞函數(shù)（識記）。
（四）控制系統(tǒng)的結構圖與信號流圖 （重點）
1、系統(tǒng)結構圖的組成和繪制（理解），2、結構圖的等效變換和簡化（理解），3、信號流圖的組成和性質(zhì)（識記），4、信號流圖的繪制（理解），5、梅森增益公（理解）式，6、閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)（理解）。

第3章 線性系統(tǒng)的時域分析法
一、學習目的與要求
通過學習，熟悉系統(tǒng)的時域性能指標 ，掌握一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)的時域分析，掌握線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和穩(wěn)態(tài)誤差計算 。
二、考核知識點與考核目標
（一）系統(tǒng)的時域性能指標 （重點）
1、典型輸入信號（識記），2、動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程（理解），3、動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。
（二）一階系統(tǒng)的時域分析 .（重點）
1、一階系統(tǒng)的數(shù)學模型（理解），2、一階系統(tǒng)的單位階躍響應（理解），3、一階系統(tǒng)的單位脈沖響應（理解），4、一階系統(tǒng)的單位斜坡響應（識記）。
（三）二階系統(tǒng)的時域分析（重點）
1、二階系統(tǒng)的屬性模型（理解），2、二階系統(tǒng)的單位階躍響應（理解），3、欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析（理解），4、過阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析（理解），5、二階系統(tǒng)性能的改善（識記）。
（四）高階系統(tǒng)的時域分析 （次重點）
1、高階系統(tǒng)的單位階躍響應（理解），2、 高階系統(tǒng)閉環(huán)主導極點及其動態(tài)性能分析（識記）。
（五）線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 （重點）
1、穩(wěn)定性的基本概念（理解），2、線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件（理解），3、勞斯穩(wěn)定判據(jù)（理解），4、勞斯穩(wěn)定判據(jù)的特殊情況（識記），5、勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應用（應用）。
（六）線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算（一般）
1、 誤差與穩(wěn)態(tài)誤差（理解），2、系統(tǒng)類型（理解），3、階躍輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)位置誤差系數(shù)（理解），4、斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)速度誤差系數(shù)（識記），5、加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)加速度誤差系數(shù)（識記），6、擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差（識記），7、減少或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施（識記）。

第4章  線性系統(tǒng)的根軌跡法
一、學習目的與要求
通過學習，建立根軌跡法的基本概念，掌握常規(guī)根軌跡的繪制法則，能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進行分析。
二、考核知識點與考核目標
（一）根軌跡法的基本概念 （重點）
1、根軌跡概念（理解），2、根軌跡與系統(tǒng)性能（理解），3、閉環(huán)零、極點與開環(huán)零、極點之間的關系（理解），4、根軌跡（理解）。
（二）常規(guī)根軌跡的繪制法則（重點）
1、常規(guī)根軌跡的繪制法則（理解），2、 閉環(huán)極點的確定（應用）。
（三）廣義根軌跡 （次重點）
1、參數(shù)根軌跡 （識記），2、附加開環(huán)零點的作用（識記）。
（四）系統(tǒng)性能的分析 （重點）
1、主導性能與偶極子（理解），2、系統(tǒng)性能的定性分析（應用）。

第5章 線性系統(tǒng)的頻域分析法
一、學習目的與要求
通過學習，掌握頻率特性、典型環(huán)節(jié)與開環(huán)系統(tǒng)頻率特性，熟悉頻域穩(wěn)定判據(jù)、頻域穩(wěn)定裕度 、閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標。
二、考核知識點與考核目標
（一）頻率特性 （重點）
1、頻率特性的基本概念（理解），2、頻率特性的幾何表示法（識記）。
（二）典型環(huán)節(jié)與開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的頻率特性（重點）
 1、典型環(huán)節(jié)（理解），2、典型環(huán)節(jié)（理解），3、開環(huán)幅頻特性曲線繪制（理解），4、開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線（理解），5、延遲環(huán)節(jié)和延遲系統(tǒng)（理解），5、傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒灤_定（識記）。
（三）頻域穩(wěn)定判據(jù) （重點）
1、乃氏判據(jù)的數(shù)學基礎（理解），2、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（理解），3、對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)（識記），4、條件穩(wěn)定系統(tǒng)（識記）。
（四）頻域穩(wěn)定裕度 （次重點）
1、相位裕度（理解），2、幅值裕度（理解）。
（五）閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標 （重點）
1、控制系統(tǒng)的頻帶寬度（理解），2、系統(tǒng)帶寬選擇（理解），3、閉環(huán)系統(tǒng)頻域指標和時域指標的轉(zhuǎn)換（應用）。

第6章 線性系統(tǒng)的校正方法
一、學習目的與要求
通過學習，熟悉系統(tǒng)的設計與校正問題，熟悉常用校正裝置及其特性，掌握串聯(lián)校正、前饋校正方法。
二、考核知識點與考核目標
（一）系統(tǒng)的設計與校正問題 （重點）
1、性能指標（理解），2、系統(tǒng)帶寬的確定（理解），3、校正方式（理解），4、基本控制規(guī)律（識記）。
（二）常用校正裝置及其特性（重點）
1、無源校正網(wǎng)絡（理解），2、有源校正裝置（識記）。
（三）串聯(lián)校正 （次重點）
1、頻率響應法校正設計（理解），2、串聯(lián)超前校正（理解），3、串聯(lián)滯后校正（理解），4、串聯(lián)滯后-超前校正（識記）。
（四）前饋校正（次重點）
1、前置濾波組合校正（理解），2、最小節(jié)拍組合校正（識記）。

第7章 線性離散系統(tǒng)的分析
一、學習目的與要求
通過學習，建立離散系統(tǒng)的基本概念，熟悉離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差 ，掌握離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析方法。
二、考核知識點與考核目標
（一）離散系統(tǒng)的基本概念 （重點）
1、采樣控制系統(tǒng)（理解），2、數(shù)字控制系統(tǒng)（理解），3、離散控制系統(tǒng)的特點（理解），4、離散系統(tǒng)的研究方法（識記）。
（二）信號的采樣與保持 （次重點）
1、采樣過程（理解），2、采樣過程的數(shù)學描述（理解），3、香農(nóng)采樣定理（理解），4、采樣周期的選取（理解），5、信號保持（識記）。
（三）變換理論 （重點）
1、z變換定義（理解），2、z變換方法（理解），3、z變換性質(zhì)（理解），4、z反變換（理解）。
（四）離散系統(tǒng)的數(shù)學模型（重點）
1、離散系統(tǒng)的數(shù)學定義（理解），2、線性常系數(shù)差分方程及其解法（理解），3、脈沖傳遞函數(shù)（理解），4、開環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)（理解），5、閉環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)（理解）。
（五）離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差（重點）
1、s域到z域的映射（識記），2、離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件（理解），3、離散系