控制工程基础(江苏自考大纲)

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1、二、课程内容与考核目标第一章概论二、学习目的与要求通过本章的学习使学生走进控制工程领域，了解控制理论在工程中的应用发展现状，了解自动控制理论在机械制造工业中的一些具体应用，了解本课程学习的知识结构和安排，掌握控制系统的基本概念。三、考核知识点与考核要求（一）领会控制理论的发展过程，及在发展各阶段的主要特点。（二）熟练掌握自动控制系统的基本概念：1．自动控制系统的工作原理；2.开环控制；3.闭环控制；4.反馈控制系统基本组成及组成的元件；5.自动控制系统的基本类型；6.对控制系统的基本要求。（三）领会控制理论在机械制造工业中

2、的应用：1.离心调速器；2.机器人关节司服系统；3.三坐标数控机床；4.六自由度工业机器人；5.感应导线式自动导引车；6.柔性制造系统。（四）掌握本课程的基本要求。第二章控制系统的动态数学模型一、课程内容本章主要介绍：（一）基本环节数学模型1．质量——弹簧——阻尼系统应用牛顿第二定律建立质量——弹簧——阻尼系统的运动微分方程。2．电路网络应用基尔霍夫定律和区姆定律建立电路网络系统的微分方程。3．电动机应用力学、电学方面定律建立电枢控制式直流电动机的数学模型。（二）数学模型的线性化1．各类非线性现象。2．系统线性化处理的方法

3、。（三）拉氏变换及反变换1．拉氏变换定义2．简单函数的拉氏变换（1）单位阶跃函数；（2）指数函数；（3）正弦函数和余弦函数。（4）幂函数。3．拉氏变换的性质（1）叠加原理；（2）微分定理；（3）积分定理；（4）衰减定理；（5）延时定理；（6）初值定理；（7）终值定理；（8）时间比例尺改变的象函数；（9）tx(t)的象函数；（10）x(t)/t的拉氏变换；(11)周期函数的象函数；(12)卷积分的象函数。4．拉氏反变换（1）只含不同单极点的情况；（2）含共轭复数极点的情况；（3）含多重极点的情况。5．用拉氏变换解常系数线性微

4、分方程（四）传递函数以及典型环节的传递函数1．比例环节2．一阶惯性环节3．微分环节（1）理想微分环节；（2）近似微分环节。4．积分环节5．二阶振荡环节（五）系统函数方块图及其简化1．方块图单元；2．比较点；3．引出点；4．串联；5．并联；6．反馈；7．方块图变换法则；8．方块图简化。（六）系统信号流图及梅逊公式1．信号流图的表示方法。2．梅逊公式。（七）受控机械对象数学模型1．高谐振频率；2．高刚度；3．适当阻尼；4．低转动惯量。（八）绘制实际物理系统的函数方块图1．各种典型机械系统的传递函数。2．各种电网络及电气系统的传

5、递函数。*（九）控制系统数学模型的MATLAB实现*（十）状态空间方程基本概念三、考核知识点与考核要求（一）数学模型的概念：1．熟练掌握数学模型的含义；2．熟练掌握线性系统含义及其最重要的特征——可以运用叠加原理；3．熟练掌握线性定常系统和线性时变系统的点义；4．领会非线性系统的定义及其线性化方法。（二）系统微分方程的建立：1、掌握对于机械系统运用牛顿第二定律建立运动微分方程式；2、掌握对于电气系统运用基尔霍夫定律建立微分方程式。（三）熟练掌握拉氏变换与拉氏反变换定义：（四）熟练掌握典型时间函数的拉氏变换：1、单位阶跃函数

6、的拉氏变换；2、指数函数的拉氏变换；3、正弦函数和余弦函数的拉氏变换；4、幂函数的拉氏变换。（五）掌握拉氏变换的性质1、熟练掌握叠加原理；2、熟练掌握微分定理；3、熟练掌握积分定理；4、衰减定理；5、延进定理；6、熟练掌握初值定理；7、熟练掌握终值定理；8、时间比例尺改变的象函数；9、tx(t)的象函数；10、x(t)/t的拉氏变换；11、周期函数的象函数；12、卷积分的象函数。（六）掌握拉氏反变换1、拉氏反变换2、拉氏反变换的部分分式法：无重极点和有重极点的情况。（七）熟练掌握用拉氏变换解常微分方程：（八）熟练掌握传递函

7、数：1、传递函数的定义；2、传递函数的主要特点。（九）熟练掌握方块图及系统的构成：1．方块图表示方法及其构成；2．系统的构成：（1）串联环节的构成及计算；（2）并联环节的构成及计算;(3)反馈环节的构成及计算；（4）误差传递函数、前向通道传递函数、闭环传递函数、反馈通道传递函数和开环传递函数的定义及计算。3．方块图的简化；4．画系统方块图及求传递函数步骤。（十）掌握信号流图与梅逊公式；1．信号流图表示方法及其成；2．信号流统与方块图之间的关系；3．梅隶公式的应用。（十一）掌握受控机械对象的数学模型：1．高谐振频率；2．高刚

8、度；3．适当阻尼；4．低转动惯量。（十二）掌握实际物理系统的传递函数方块图：1．各种机械系统的传递函数；2．各种电网络及电气系统的传递函数。第三章时域瞬态响应分析一、课程内容（一）时域响应以及典型输入信号1．时域响应的含义：（1）瞬态响应的含义；（2）稳态响应当含义。2．典型输入信号的概念：（1）选择典