電大機械設計製造及其自動化專業（開放本科）
第一部分期末考試說明
《機電控制工程基礎》是以控制理論為基礎，密切結合工程實際的一門專業基礎課，是機械設計製造及其自動化專業的一門必修課程。通過本課程的教學和實踐，使學生掌握自動控制的基本理論、自動控制系統校正及設計基本方法，全面培養學生分析系統、設計系統的能力，使學生在解決實際問題時，能夠站在系統的、全域性的高度來思考。
現將有關考核的幾個問題說明如下：
考核物件：電大理工科類機械設計製造及其自動化專業本科生。
考核方式：課程考核採用形成性考核和終結性考試相結合的方式。
考核依據：；所用文字教材是由李建勇編著的2023年由**電大出版社出版的《機電控制工程基礎》。本課程考核說明是形成性考核和終結性考試命題的基本依據。
課程總成績的記分方法：課程總成績為百分制，60分為合格。形成性考核成績在課程總成績中佔30%，終結性考試成績在課程總成績中佔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和課程實驗。能夠按時、按質、按量完成平時作業和課程實驗者方可得滿分。
終結性考試的要求和形式：
考試要求：因本課程以應用為最終目的，考核重點是考察學生是否掌握控制工程基本理論的基本知識、系統數學模型的建立與動、靜特性的分析計算方法，具體考核要求分為三個層次：
重點掌握：要求學生能夠全面、深入理解和熟練掌握所學內容，並能用所學的知識進行分析、初步設計和解答與實際應用相關的問題，並能夠舉一反三。
掌握：要求學生能夠較好地理解和掌握相應內容，並能夠進行簡單分析和判斷。
了解：要求學生能夠一般地了解所學內容。
答題時限：90分鐘。
考核形式：半開卷。
其它說明：考生需自備計算器、直尺、鉛筆、橡皮等文具。
組卷原則：
在教學大綱和考核說明所規定的目的、要求和內容範圍之內命題。試題的內容應覆蓋面廣，並適當突出重點。
試題型別及試卷結構：填空題30%，單項選擇題15%，判斷題10%，分析、計算綜合型別題45%，具體形式見後面所附「試題型別及規範解答舉例」。
第二部分考核的內容和要求
1．控制系統的基本概念
[考核目的]：
考核學員對控制系統的含義及有關概念的掌握情況。
[考核內容]：
（1）開環與閉環系統的基本知識、閉環控制系統的基本概念；
（2）自動控制系統效能指標的基本概念；
（3）相關的工程例項。
[考核要求]：
重點掌握：開環與閉環系統的基本知識、閉環控制系統的基本概念；
掌握：自動控制系統效能指標的基本概念；
了解：相關的工程例項。
2．自動控制系統的數學模型
[考核目的]：
考核學員對傳遞函式定義、性質及有關概念的掌握情況
[考核內容]：
（1）傳遞函式的概念和性質，典型環節的傳遞函式；
（2）利用系統動態結構圖的等效變換來求取傳遞函式的方法；
（3）建立動態系統微分方程的一般方法。
[考核要求]：
重點掌握：傳遞函式的概念和性質，典型環節的傳遞函式；
掌握：利用系統動態結構圖的等效變換來求取傳遞函式的方法；
了解：建立動態系統微分方程的一般方法。
3．控制系統的時域分析
[考核目的]：
考核學員是否掌握
一、二階系統的數學模型和階躍響應的特點及其效能指標和結構引數，是否理解數學模型的含義。
[考核內容]：
（1）一、二階系統的數學模型和階躍響應的特點，計算效能指標和結構引數，特別是一階系統和典型欠阻尼二階系統動態效能的計算；
（2）系統穩定性的概念，運用穩定性判據判定系統的穩定性並進行有關的引數計算、分析。
（3）穩態誤差的概念以及計算穩態誤差的方法。
[考核要求]：
重點掌握：一、二階系統的數學模型和階躍響應的特點，計算效能指標和結構引數，一階系統和典型欠阻尼二階系統動態效能的計算；
掌握：系統穩定性的概念，運用穩定性判據判定系統的穩定性以及有關的引數計算、分析；
了解：穩態誤差的概念，終值定理的應用條件，計算穩態誤差的方法。
4．根軌跡法
[考核目的]：
考核學員是否掌握開環零極點和閉環零極點的概念以及根軌跡法則，是否理解閉環系統零極點分布和階躍響應間的關係。
[考核內容]：
（1）開環零極點和閉環零極點的概念以及根軌跡方程；
（2）根軌跡法則，繪製單位負反饋系統的閉環根軌跡；
（3）閉環系統零極點分布和階躍響應間的關係。
[考核要求]：
掌握：開環零極點和閉環零極點的概念、根軌跡方程、繪製單位負反饋系統的閉環根軌跡；
了解：閉環系統零極點分布和階躍響應間的關係。
5．頻率響應法
[考核目的]：
考核學員是否掌握與控制系統的頻域分析有關概念，是否會用頻率法判斷分析控制系統。
[考核內容]：
（1）典型環節的頻率特性、幅相特性曲線及對數頻率特性曲線；
（2）根據最小相位系統開環對數幅頻特性曲線求開環傳遞函式的方法；由系統開環傳遞函式繪製系統的開環對數幅頻漸近特性曲線及開環對數相頻曲線的方法；奈奎斯特穩定判據及其應用；
（3）穩定裕度的概念、計算穩定裕度的方法；
（4）頻率特性的概念、系統動態品質和頻率特性間的關係。
[考核要求]
重點掌握：典型環節的頻率特性曲線；根據最小相位系統開環對數幅頻特性曲線求開環傳遞函式的方法；由系統開環傳遞函式繪製系統的開環對數幅頻漸近特性曲線；奈奎斯特穩定判據及其應用。
掌握：穩定裕度的概念及計算穩定裕度的方法；
了解：頻率特性的概念；系統動態品質和頻率特性間的關係。
6．自動控制系統的校正與綜合
[考核目的]：
考核學員是否理解校正的含義，是否能夠根據要求進行系統校正。
[考核內容]：
（1）對系統校正前、後效能進行定性分析、比較；串聯校正的頻率域設計；
（2）基本的校正網路及超前校正、滯後校正及滯後－超前校正的特點；
（3）反饋校正及其他一些改善系統效能的手段和方法。
[考核要求]
重點掌握：對系統校正前、後效能進行定性分析、比較；串聯校正的頻率域設計；
掌握：基本的校正網路及超前校正、滯後校正及滯後－超前校正的特點；
了解：反饋校正及其他一些改善系統效能的手段和方法。
第三部分試題型別及規範解答舉例
填空題：
1．傳遞函式的定義是在條件下系統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的動態數學模型，而傳遞函式不能作為系統的動態數學模型
（ 錯誤）
單項選擇題
1．自動控制系統按照控制方式的特點可以分為開環控制、閉環和復合控制三種型別，其中 c 是三種控制型別中最完善的方式。
a 開環控制b 閉環控制
c 復合控制d 以上都不對
分析、計算綜合型別題
1． 設單位反饋系統的開環傳遞函式為：g（s）=， 試求階躍響應的效能指標%及
答案：系統閉環傳遞函式為：
與二階傳遞函式的標準形式相比較，可知： =0.25，
=0.25，所以，，系統為欠阻尼狀態，則：
0.484
所以，單位階躍響應的效能指標為：
44.5%
28s2． 已知系統的開環傳遞函式為：
試：1．繪出對數漸近幅頻特性曲線以及相頻特性曲線；
2．用對數頻率穩定判據判別系統閉環穩定性。
答案：1．
（1） 該系統是由積分、放大和兩個慣性環節串聯構成的；
（2） k=20 20lgk=26分貝
（3） 低頻為積分放大環節，在，k=26分貝處作 -20db/10倍頻線
在處作 -40db/10倍頻線，在處作 –60db/10倍頻線
2．判斷穩定性
由圖上可知l()>0的部分，對無穿越，所以系統閉環穩定。
控制工程基礎習題
第一部分 單選題1 第二部分 多選題 多選 少選 錯選均不得分13 第三部分 簡答題24 第四部分 建模題27 第五部分 穩定性分析題36 第六部分 結構圖簡化題37 第七部分 時域分析題41 第八部分 頻域分析題44 第九部分 穩態分析題47 第十部分 校正分析題50 第一部分 單選題 1.自動控...
機械控制工程基礎總複習
第一章緒論 1 1 機械工程控制論的研究物件與任務 1 什麼叫被控物件 被控量 給定值或希望值 參考輸入 被控物件 工作的機器裝置 被控量 表徵機器裝置工作狀態的物理量 給定值 對物理參量 被控量 在執行過程中的要求。2 自動控制的任務是什麼？在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置使被控物件的被控量...
機械控制工程基礎複習重點總結
控制論與系統論 資訊理論的發展緊密結合，使控制論的基本概念和方法被應用於各個具體科學領域其研究的物件從人和機器擴充套件到環境 生態 社會 軍事 經濟等許多方面，並將控制論向應用科學方面迅速發展。其分支科學主要有 工程控制論 生物控制論 社會控制論和經濟控制論 大系統理論 人工智慧等。閉環控制系統主要...