天津2012年自考“自动控制原理”课程考试大纲.doc

天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：自动控制原理（2009年4月版）课程代码：3357

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：自动控制原理课程代码：3357
第一部分课程性质与目标
一、课程性质与特点
自动控制原理是高等教育自学考试工业电气自动化专业的一门专业基础课，本课程是一门理论性较强的工程科学。本课程以经典控制理论为主，重点论述了用时域法、根轨迹法和频域法分析线性系统的性能，并介绍了系统的初步设计及校正的一般性原则。通过本课程的学习可以使学生对自控理论有较系统的认识，达到理解并熟练掌握自控的基本理论和基本方法，具有初步解决工程相关问题的能力。
本大纲是根据天津市高等教育自学考试工业电气自动化专业培养目标编写的，立足于培养在生产、建设、管理、服务第一线岗位上从事高级技术工作的实用性人才，适应本专业的培养方向。本大纲叙述的内容尽可能简明具体，便于考生自学。，
二、课程目标与基本要求
通过本课程的学习使学生正确理解反馈控制系统的基本概念，掌握控制系统数学模型建立的一般方法，掌握线性系统的分析方法（时域法、根轨迹法和频域法），为今后的学习和工作奠定基础。
基本要求如下：
1、正确理解反馈控制系统的基本概念。
2、掌握控制系统的数学模型建立的方法。
3、掌握线性系统的时域法、根轨迹法和频域分析法。
4、理解自控系统校正的一般概念。
三、与本专业其他课程的关系
本课程在工业电气自动化专业教学计划中被列为专业基础课,本课程以工程数学、电工原理、电机拖动、变流技术、计算机原理等为前序课程,也是自控系统等课程必需的理论基础，因此本课程的学习对全面掌握各门专业课程起着重要的作用。
第二部分考核内容与考核目标
第1章反馈控制原理
一、学习目的与要求
通过本章的学习使学生了解自动控制的发展、自动控制系统的分类，理解自动控制系统的组成、基本控制方式（开环控制和闭环控制）和评价自动控制系统的性能指标。通过闭环控制系统的举例，理解反馈控制的原理。
二、考核知识点与考核目标
（一）反馈控制原理（一般）
识记：自控控制的两种基本方式（开环控制和闭环控制）。
理解：闭环控制的特点
（二）自动控制系统的组成及常用术语（一般）
识记：自动控制系统的组成及常用术语。
（三）自动控制系统的分类及性能指标（一般）
识记：自动控制系统的分类，评价自动控制系统的性能指标。

第2章控制系统的数学模型
一、学习目的与要求
通过本章的学习使学生掌握自动控制系统的三种数学模型（微分方程、传递函数、结构图）的建立方法。熟练掌握自动控制系统传递函数的求取方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）自控元件运动方程的建立（次重点）
理解：RL，RC或RLC网络及简单电机拖动系统、机械系统的微分方程列写方法。
（二）小偏差线性化（一般）
识记：线性化条件及方法。
（三）拉氏变换及线性常微分方程的求解（重点）
识记：典型输入信号的拉氏变换，
理解：拉氏变换及反变换的定义、性质，
应用：会用拉氏变换及反变换法求解微分方程。
（参考《自控控制原理》P39—49，孙虎章主编，中央广播电视大学出版社）
（四）传递函数（重点）
识记：传递函数概念。
理解：传递函数定义及性质。
应用：由系统微分方程求传递函数。会用复阻抗法求给定R、L、C一阶或二阶网络的传递函数。
（五）结构图及其等效变换（重点）
识记：结构图的组成，几种典型环节的传递函数，
理解：结构图及等效变换原则，
应用：利用结构图的等效变换和梅逊公式法求系统的传递函数。
（六）系统传递函数（次重点）
理解：闭环控制系统典型结构框图，系统开环传递函数，系统总输出及总误差的拉氏变换。
应用：利用动态结构图及其等效变换熟练求取输入或干扰作用下系统的闭环传递函数。

第3章时域分析法
一、学习目的与要求
通过本章的学习使学生理解系统对典型输入信号的响应，会求一阶、二阶系统单位阶跃响应并据此分析系统的动态性能，掌握系统稳定性概念及稳定判据，会求0型、Ⅰ型、Ⅱ型系统的稳态误差。
二、考核知识点与考核目标
（一）稳定性的基本概念及劳斯稳定判据（重点）
识记：稳定性的基本概念，
理解：稳定性与闭环系统特征根的关系，劳斯稳定判据，
应用：会用劳斯稳定判据判断系统的稳定性。
（二）过渡过程的基本概念（次重点）
识记：过渡过程的定义，决定过渡过程的因素。
理解：系统单位阶跃响应及性能指标（tp、σp、ts及h(∞)等）。
（三）一阶系统分析（次重点）
理解：一阶系统的微分方程、动态结构图及闭环传函。
应用：求一阶系统的单位阶跃响应h(t)及性能指标（ts=3T对应5%误差带ts=4T对应2%误差带eSS=0）,根据对系统的要求确定系统的某些参数(如反馈系数)。
（四）典型二阶系统分析（重点）
识记：二阶系