2018年长春大学805机械控制工程基础考研大纲

全国硕士研究生入学考试大纲
考试科目：《控制工程基础》
一、考试总体要求
《控制工程基础》是一门工科类专业的专业基础课程。该课程以数学、物理及有关学科
为其理论基础，以机械工程中有关系统动力学为其抽象、概括与研究的对象，运用信息的传
递、处理与反馈进行控制这一正确的思维方法与现象，在数学基础课程与专业课程之间架起
一道桥梁，将两者紧密结合起来。该课程必须概括工程实践，紧密结合专业实验。
该课程要求学生掌握：系统的微分方程，传递函数，传递函数方框图及其简化，相似原
理；一阶系统、二阶系统的时间响应分析、性能指标，系统误差分析与计算；频率特性的基
本概念与传递函数的关系，分析频率特性的图形表示—极坐标图（Nyquist 图）、对数坐标
图（Bode 图）；掌握 Routh 判据和 Nyquist 判据；系统的校正：串联校正中相位超前校正、
相位滞后校正、相位滞后—超前校正和 PID 校正。
二、考查目标
控制工程基础考试是为长春大学招收机械类硕士研究生而设置的具有选拔性质的自命题
入学考试科目，它的目标是科学、公平、有效地测试考生对控制工程基础的基本概念、基本
理论和基本方法的掌握程度，以选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家建设培养具有较
强分析与解决实际问题能力的高层次专业人才。
具体来说，要求考生：
1．对控制工程基础的基本理论、基本概念和基本分析方法有明确的认识；
2．能够熟练地列写系统的微分方程及其传递函数，进行系统传递函数方框图简化，系统
的相似原理证明；
3．能够熟练地分析与计算一阶系统和二阶系统的时间响应的性能指标，系统的误差分析
及计算；
4．对频率特性的基本概念与传递函数的关系、频率特性的图形表示—极坐标图（Nyquist
图）和对数坐标图（Bode 图）有明确的认识，并能够结合传递函数绘制（Bode 图）；
5．能够熟练地掌握 Routh 稳定性判据和 Nyquist 稳定性判据；
6．掌握系统校正的原理及基本概念，能够分析判断串联校正中相位超前校正、相位滞后
校正、相位滞后—超前校正和 PID 校正；
三、考试形式和试卷结构
1.本试卷满分为 150 分，考试时间为 180 分钟。答题方式为闭卷、笔试。
2.试卷题型为计算题
（1）传递函数（方框图简化、相似原理）20-30％
（2）二阶系统的时间响应（性能指标、误差分析及计算）20-30％
（3）对数坐标图（Bode 图）的绘制 10-20％
（4）稳定性判据（Routh 判据、Nyquist 判据）10-20％
（5）串联校正（相位超前校正、PID 校正）10-20％
四、考查内容
（一）绪论
1．考核知识点
研究的内容、方法、目的和意义
2．基本要求
了解：控制工程基础的任务、研究对象及研究方法。
理解：系统的动力学问题的实质，系统的快速性、稳定性和准确性三者的相互关系。
掌握：用“系统”的方法分析系统的动力学问题。
（二）系统的传递函数
1．考核知识点
系统的拉氏变换、拉氏变换的六个性质，反馈的概念，传递函数方框图及其简化，传
递函数的相似性证明。
2．基本要求
理解：建立基本的微分方程，拉氏正逆变换及六个基本性质的含义，传递函数的串并联
关系及其方框图简化，相似性证明。
掌握：传递函数的方框图简化，基本输入函数的拉氏变换公式，相似性证明计算。
（三）系统的时间响应
1．考核知识点
二阶系统单位阶跃输入时间响应的性能指标计算，误差分析及计算。
2．基本要求
理解：时间响应的系统组成，系统稳定收敛的条件，动态性能指标及静态误差的分析。
掌握：单位阶跃输入时间响应的性能指标计算，稳态误差分析及计算。
（四）系统的频率特性
1．考核知识点
将传递函数变换成频率特性函数，并能绘制（Nyquist 图）和（Bode 图）。
2．基本要求：
理解：频率特性的基本概念，频率特性与传递函数的关系，频率特性的图形表示—极坐
标图（Nyquist 图）和对数坐标图（Bode 图）的关系。
掌握：极坐标图的绘制特点，能熟练绘制（Bode 图）。
（五）系统的稳定性
1．考核知识点
主要是针对 Routh 稳定性判据和 Nyquist 稳定性判据的分析及计算。
2．基本要求
理解：两个判据的理论依据，Routh 稳定性判据分析的是闭环传递函数的特征方程，
Nyquist 稳定性判据分析的是开环传递函数的特征方程。Bode 判据与 Nyquist 判据的关
系。
掌握：熟练掌握 Routh 稳定性判据和 Nyquist 稳定性判据的分析方法及计算。
（六）系统的校正
1．考核知识点
主要是串联校正中相位超前校正和 PID 校正内容。
2．基本要求
了解：系统串联校正中的无源及有源校正的原理及方法，能够分析判断串联校正中相位
超前校正、相位滞后校正、相位滞后—超前校正和 PID 校正。
理解：串联校正中相位超前校正和 PID 校正
五、参考书目
《机械工程控制基础》第六版 杨叔子等编 《华中理工大学出版社》
《控制工程基础》王益群、孔祥东编 《机械工业出版社》