電大《機(jī)電控制工程基礎(chǔ)》考核說明

1、電 大 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（開放本科）機(jī)電控制工程基礎(chǔ)考核說明第一部分期末考試說明機(jī)電控制工程基礎(chǔ)是以控制理論為基礎(chǔ)，密切結(jié)合工程實(shí)際的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的一門必修課程。通過本課程的教學(xué)和實(shí)踐，使學(xué)生掌握自動控制的基本理論、自動控制系統(tǒng)校正及設(shè)計(jì)基本方法，全面培養(yǎng)學(xué)生分析系統(tǒng)、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的能力，使學(xué)生在解決實(shí)際問題時，能夠站在系統(tǒng)的、全局的高度來思考。現(xiàn)將有關(guān)考核的幾個問題說明如下：考核對象： 電大理工科類機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)本科生?？己朔绞剑?課程考核采用形成性考核和終結(jié)性考試相結(jié)合的方式?？己艘罁?jù)： 本課程所用教學(xué)大綱為2007 年審定通過并下發(fā)執(zhí)行的

2、電大理工科類機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)本科生機(jī)電控制工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱；所用文字教材是由李建勇編著的2008 年由中央電大出版社出版的機(jī)電控制工程基礎(chǔ)。本課程考核說明是形成性考核和終結(jié)性考試命題的基本依據(jù)。課程總成績的記分方法：課程總成績?yōu)榘俜种疲?0 分為合格。形成性考核成績在課程總成績中占30%，終結(jié)性考試成績在課程總成績中占70%。形成性考核的要求和形式： 形成性考核的要求和形式：形成性考核的形式有平時作業(yè)和課程實(shí)驗(yàn)。能夠按時、按質(zhì)、按量完成平時作業(yè)和課程實(shí)驗(yàn)者方可得滿分。終結(jié)性考試的要求和形式：考試要求： 因本課程以應(yīng)用為最終目的， 考核重點(diǎn)是考察學(xué)生是否掌握控制工程基本理論的基本知識、

3、 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與動、 靜特性的分析計(jì)算方法， 具體考核要求分為三個層次：重點(diǎn)掌握： 要求學(xué)生能夠全面、 深入理解和熟練掌握所學(xué)內(nèi)容， 并能用所學(xué)的知識進(jìn)行分析、初步設(shè)計(jì)和解答與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的問題，并能夠舉一反三。掌握：要求學(xué)生能夠較好地理解和掌握相應(yīng)內(nèi)容，并能夠進(jìn)行簡單分析和判斷。了解：要求學(xué)生能夠一般地了解所學(xué)內(nèi)容。答題時限： 90 分鐘?？己诵问剑?半開卷。其它說明： 考生需自備計(jì)算器、直尺、鉛筆、橡皮等文具。組卷原則：在教學(xué)大綱和考核說明所規(guī)定的目的、 要求和內(nèi)容范圍之內(nèi)命題。 試題的內(nèi)容應(yīng)覆蓋面廣，并適當(dāng)突出重點(diǎn)。試題類型及試卷結(jié)構(gòu)：填空題30%，單項(xiàng)選擇題15%，判斷題10%，

4、分析、計(jì)算綜合類型題 45%，具體形式見后面所附“試題類型及規(guī)范解答舉例”。第二部分考核的內(nèi)容和要求1控制系統(tǒng)的基本概念考核目的 ：考核學(xué)員對控制系統(tǒng)的含義及有關(guān)概念的掌握情況?？己藘?nèi)容 ：（ 1）開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的基本知識、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念；（ 2）自動控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本概念；（ 3）相關(guān)的工程實(shí)例。考核要求 ：重點(diǎn)掌握：開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的基本知識、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念；掌握：自動控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本概念；了解：相關(guān)的工程實(shí)例。2自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型考核目的 ：考核學(xué)員對傳遞函數(shù)定義、性質(zhì)及有關(guān)概念的掌握情況考核內(nèi)容 ：（ 1）傳遞函數(shù)的概念和性質(zhì)，典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；（ 2）利

5、用系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換來求取傳遞函數(shù)的方法；（ 3）建立動態(tài)系統(tǒng)微分方程的一般方法?？己艘?：重點(diǎn)掌握：傳遞函數(shù)的概念和性質(zhì)，典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；掌握：利用系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換來求取傳遞函數(shù)的方法；了解：建立動態(tài)系統(tǒng)微分方程的一般方法。3控制系統(tǒng)的時域分析考核目的 ：考核學(xué)員是否掌握一、二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和階躍響應(yīng)的特點(diǎn)及其性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，是否理解數(shù)學(xué)模型的含義。考核內(nèi)容 ：（ 1）一、二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和階躍響應(yīng)的特點(diǎn)，計(jì)算性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，特別是一階系統(tǒng)和典型欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能的計(jì)算；（ 2）系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，運(yùn)用穩(wěn)定性判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性并進(jìn)行有關(guān)的參數(shù)計(jì)算、分析。（

6、 3）穩(wěn)態(tài)誤差的概念以及計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的方法?？己艘?：重點(diǎn)掌握： 一、二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和階躍響應(yīng)的特點(diǎn)，計(jì)算性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，一階系統(tǒng)和典型欠阻尼二階系統(tǒng)動態(tài)性能的計(jì)算；掌握：系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念，運(yùn)用穩(wěn)定性判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及有關(guān)的參數(shù)計(jì)算、分析；了解：穩(wěn)態(tài)誤差的概念，終值定理的應(yīng)用條件，計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的方法。4根軌跡法考核目的 ：考核學(xué)員是否掌握開環(huán)零極點(diǎn)和閉環(huán)零極點(diǎn)的概念以及根軌跡法則，是否理解閉環(huán)系統(tǒng)零極點(diǎn)分布和階躍響應(yīng)間的關(guān)系?？己藘?nèi)容 ：（ 1）開環(huán)零極點(diǎn)和閉環(huán)零極點(diǎn)的概念以及根軌跡方程；（ 2）根軌跡法則，繪制單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡；（ 3）閉環(huán)系統(tǒng)零極點(diǎn)分布和階躍響應(yīng)間

7、的關(guān)系?？己艘?：掌握：開環(huán)零極點(diǎn)和閉環(huán)零極點(diǎn)的概念、根軌跡方程、 繪制單位負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡；了解：閉環(huán)系統(tǒng)零極點(diǎn)分布和階躍響應(yīng)間的關(guān)系。5頻率響應(yīng)法 考核目的 ：考核學(xué)員是否掌握與控制系統(tǒng)的頻域分析有關(guān)概念，是否會用頻率法判斷分析控制系統(tǒng)。考核內(nèi)容 ：（ 1）典型環(huán)節(jié)的頻率特性、幅相特性曲線及對數(shù)頻率特性曲線；（ 2）根據(jù)最小相位系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線求開環(huán)傳遞函數(shù)的方法；由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性曲線及開環(huán)對數(shù)相頻曲線的方法；奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用；（ 3）穩(wěn)定裕度的概念、計(jì)算穩(wěn)定裕度的方法；（ 4）頻率特性的概念、系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)和頻率特性間的關(guān)系。 考核要

8、求 重點(diǎn)掌握： 典型環(huán)節(jié)的頻率特性曲線；根據(jù)最小相位系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線求開環(huán)傳遞函數(shù)的方法； 由系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻漸近特性曲線；奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用。掌握：穩(wěn)定裕度的概念及計(jì)算穩(wěn)定裕度的方法；了解：頻率特性的概念；系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)和頻率特性間的關(guān)系。6自動控制系統(tǒng)的校正與綜合考核目的 ：考核學(xué)員是否理解校正的含義，是否能夠根據(jù)要求進(jìn)行系統(tǒng)校正。考核內(nèi)容 ：（ 1）對系統(tǒng)校正前、后性能進(jìn)行定性分析、比較；串聯(lián)校正的頻率域設(shè)計(jì)；（ 2）基本的校正網(wǎng)絡(luò)及超前校正、滯后校正及滯后超前校正的特點(diǎn)；（ 3）反饋校正及其他一些改善系統(tǒng)性能的手段和方法。 考核要求 重點(diǎn)掌握：對系統(tǒng)校

9、正前、后性能進(jìn)行定性分析、比較；串聯(lián)校正的頻率域設(shè)計(jì)；掌握：基本的校正網(wǎng)絡(luò)及超前校正、滯后校正及滯后超前校正的特點(diǎn)；了解：反饋校正及其他一些改善系統(tǒng)性能的手段和方法。第三部分試題類型及規(guī)范解答舉例填空題：1傳遞函數(shù)的定義是在條件下，系統(tǒng)輸出拉氏變換與拉氏變換之比。答案：零初始線性定常輸入判斷題：1. 微分方程可以作為系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，而傳遞函數(shù)不能作為系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型（ 錯誤）單項(xiàng)選擇題1自動控制系統(tǒng)按照控制方式的特點(diǎn)可以分為開環(huán)控制、閉環(huán)和復(fù)合控制三種類型，其中C是三種控制類型中最完善的方式。A開環(huán)控制B 閉環(huán)控制C復(fù)合控制D 以上都不對分析、計(jì)算綜合類型題1 設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函

10、數(shù)為：G（ S）=1， 試求階躍響應(yīng)的性能指s( 4s1)標(biāo) %及 t s 答案：系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：W ( s)0.25s20.25s0.25與二階傳遞函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式2 n相比較，可知：2 n =0.25 ，s22n s2 n2 n =0.25，所以n0.5，0.25 ，系統(tǒng)為欠阻尼狀態(tài)，則：dn 12=0.484arccos760所以，單位階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)為：% e/12=44.5%t s = 3.5 /n =28s2 已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：G (S)20S(0.2S1)(0.04S1)試： 1繪出對數(shù)漸近幅頻特性曲線L() 以及相頻特性曲線G ；2用對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)判別系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性。答案： 1（ 1）該系統(tǒng)是由積分、放大和兩個慣性環(huán)節(jié)