2018年华中科技大学2310船舶机电控制理论考博大纲

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华中科技大学博士生《船舶机电控制理论》考试大纲
（科目代码：2310）
一、 反馈控制系统基本概念
基本要求
1）了解系统反馈概念
2）了解自动控制的工作原理
3）能够绘制控制系统框图
4）了解自动控制系统的性能要求
二、 自动控制系统的数学模型
1.基本要求
1）了解单容及多容对象的动态特性
2）运用流体力学、力学及电学，写船舶机电系统、容积系统
的微分方程
3）运用分析法求解系统的传递函数
4）了解典型环节的特点、传递函数形式，运用传递函数方框
图化简，求闭环系统传递函数
5）运用叠加原理求干扰作用下系统的输出和传递函数
6）了解相似原理
2.熟练运用的定理、公式
牛顿定理（力学）、流体方程、液压阀及泵方程，基本拉普拉斯
变换与反变换公式（含三角函数的不要求）、传度函数求解及化简
公式
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三、 船舶机电控制器作用规律
1.基本要求
能够分析船舶各种两位式控制器、比例控制器、积分控制器、PID
控制器的原理
2.熟练运用的定理、公式
熟悉比例、比例积分、比例微分及 PID 等控制规律
四、 时间响应
1.基本要求
1）了解时间响应的组成、运用系统特征根分析系统稳定性
2）了解一阶系统对典型输入信号的响应特点
3）掌握典型二阶系统的特点，单位脉冲响应、单位阶跃响应
曲线及意义
4）能够求解二阶系统性能指标
5）掌握系统稳态误差的概念、分析及求解方法
2.熟练运用的公式
典型一阶系统单位脉冲及阶跃响应计算公式；典型二阶欠阻尼
系统单位脉冲及阶跃响应计算公式，性能指标计算公式；典型输
入误差系数计算公式、终值定理及稳态误差计算
五、 根轨迹法
1.基本要求
1）掌握根轨迹的概念
2）能够确定系统根轨迹数目、渐近线、出射角、入射角及与坐
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标轴交点、及分离点
3）能够绘出一般系统根轨迹图
4）能够利用根轨迹图分析系统稳定性
2.熟练运用的公式
渐近线倾角、分离点
六、 频率特性
1.基本要求
1）掌握频率响应、频率特性的概念
2）能够求求取系统的频率响应、频率特性。
3）掌握 Nyquist 图、Bode 图的概念及特点
4）能够绘制典型系统的 Nyquist 图、Bode
5）了解最小相位系统与非最小相位系统的概念
2.熟练运用的公式
谐振频率及峰值计算公式、系统截止带宽计算公式
七、 系统稳定性
1.基本要求
1）掌握稳定性概念、系统稳定的条件
2）掌握劳斯判据、Nyquist 判据、Bode 判据、相位裕度及幅
值裕度的概念
3）运用劳斯判据、Nyquist 判据判断系统稳定性及极点的分
布情况
4）运用 Bode 判据判断系统的稳定性，求取系统的相位裕度和
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幅值裕度
2.熟练运用的公式
相位裕度、幅值裕度计算公式、劳斯判据公式
八、 系统校正
1.基本要求
1）了解系统性能指标、校正的概念
2）掌握系统校正的方法
3）能够进行相位滞后、相位超前串联校正分析
2.熟练运用的公式
相位滞后、相位超前串联校正补偿器
九、 线性离散系统
1.基本要求
1）理解信号采样过程，掌握 Z 变换与 Z 反变换的概念，能求
解典型系统的脉冲传递函数
2）掌握 w 变换，运用劳斯判据判断系统稳定性
2.熟练运用的公式
基本 Z 变换及 Z 反变换公式，W 变换公式、脉冲传递函数公式