自動控制理論自學(xué)考試課程考試大綱（二）

湖北省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱

課程名稱：自動控制理論（二）課程代碼：02306

第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)

一、課程性質(zhì)與特點

自動控制理論（二）是高等教育自學(xué)考試“電氣工程及其自動化”專業(yè)（專升本）的一門專業(yè)課程。

該課程側(cè)重丁從理論的角度，系統(tǒng)地闡述自動控制科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和基本規(guī)律，介紹對自動控

制系統(tǒng)建模、分析、設(shè)計過程中應(yīng)用的各種原理、思想和方法。

二、課程目標(biāo)與基本要求

通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)理解和掌握自動控制系統(tǒng)分析的基區(qū)方法、理論及應(yīng)用。課程內(nèi)容主要包括以

下幾個方面：控制系統(tǒng)導(dǎo)論、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的時域分析法、線性系統(tǒng)的根軌跡法、線性

系統(tǒng)的頻域分析法、線性系統(tǒng)的校正方法、線性離散系統(tǒng)的分圻。

三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系

在學(xué)習(xí)本課程之前，考生應(yīng)具有高等數(shù)學(xué)、電路、信號與線性系統(tǒng)、電子技術(shù)等課程的相關(guān)知識和理

論基礎(chǔ)，本課程與后續(xù)課程有一定關(guān)聯(lián)。

第二部分考核內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章控制系統(tǒng)導(dǎo)論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念和分類，理解自動控制系統(tǒng)的基本要求。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（一）自動控制的基本原理（重點）

1、自動控制技術(shù)及其應(yīng)用（理解），2、自動控制理論（理解），3、反饋控制原理（理解），4、反饋控

制系統(tǒng)的基本組成（理解），5、自動控制的基本控制方式（理解）。

（二）自動控制系統(tǒng)示例（一般）

1、函數(shù)記錄儀（識記），2、電阻爐微型計算機溫度控制系統(tǒng)（識記），3、鍋爐液位控制系統(tǒng)（識記）。

（三）自動控制系統(tǒng)的分類（次重點）

1、線性連續(xù)控制系統(tǒng)（理解），2、線性定常離散控制系統(tǒng)（理解），3、非線性控制系統(tǒng)（理解）。

（四）自動控制系統(tǒng)的基本要求（重點）

1、基本要求的提法（理解），2、典型外作用（理解）。

第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，熟悉傅里葉變換與拉普拉斯變換以及控制系統(tǒng)的時域、復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型，掌握控制系統(tǒng)的

結(jié)構(gòu)圖與信號流圖。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（-）傅里葉變換與拉普拉斯變換（重點）

1、傅里葉級數(shù)（識記），2、傅里葉積分與傅里葉變換（理解），3、拉普拉斯變換（理解），4、拉普

拉斯變換的積分下限（理解），5、拉普拉斯變換定理（理解），6、拉普拉斯變換反變換（理解）。

（二）控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型（重點）

1、線性元件的微分方程（理解），2、控制系統(tǒng)的建立（理解），3、線性系統(tǒng)的基本特性（理解），4、

線性定常微分方程的求解（理解），5、非線性微分方程的線性化（識記）

（三）控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型（重點）

1、傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)（理解），2、傳遞函數(shù)的零點和吸點（理解），3、傳遞函數(shù)的零點和極點對

輸出的影響（理解），4、典型元部件的傳遞函數(shù)（識記r

（四）控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號流圖（重點）

1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的組成和繪制（理解），2、結(jié)構(gòu)圖的等效變疾和簡化（理解），3、信號流圖的組成和性

質(zhì)（識記），4、信號流圖的繪制（理解），5、梅森增益公（理解）式，6、閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)（理解）。

第3章線性系統(tǒng)的時域分析法

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，熟悉系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)，掌握一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)的時域分析，掌握線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性

分析和穩(wěn)態(tài)誤差計算。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（一）系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)（重點）

1、典型輸入信號（識記），2、動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程（理解），3、動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。

（二）一階系統(tǒng)的時域分析.（重點）

1、一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（理解），2、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)（理解），3、一階系統(tǒng)的單位脈沖響

應(yīng)（理解），4、一階系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)（識記）。

（三）二階系統(tǒng)的時域分析（重點）

1、二階系統(tǒng)的屬性模型（理解.），2、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)（理解），3、欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)

過程分析（理解），4、過阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析（理解），5、二階系統(tǒng)性能的改善（識記）。

（四）高階系統(tǒng)的時域分析（次重點）

1、高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)（理解），2、高階系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點及其動態(tài)性能分析（識記）。

（五）線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析（重點）

1、穩(wěn)定性的基本概念（理解），2、線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件（理解），3、勞斯穩(wěn)定到據(jù)（理解）,

4、勞斯穩(wěn)定判據(jù)的特殊情況（識記），5、勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用（應(yīng)用）。

（六）線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算（一般）

1、誤差與穩(wěn)態(tài)誤差（理解），2、系統(tǒng)類型（理解），3、階躍輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)位置誤差

系數(shù)（理解），4、斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與靜態(tài)速度誤差系數(shù)（識記），5、加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)

誤差與靜態(tài)加速度誤差系數(shù)（識記），6、擾動作用卜的穩(wěn)態(tài)誤差（識記），7、減少或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施

（識記）。

第4章線性系統(tǒng)的根軌跡法

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，建立根軌跡法的基本概念，掌握常規(guī)根軌跡的繪制法則，能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進行分析。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（一）根軌跡法的基本概念（重點）

1、根軌跡概念（理解），2、根軌跡與系統(tǒng)性能（理解），3、閉環(huán)零、極點與開環(huán)零、極點之間的關(guān)

系（理解），4、根軌跡（理解）。

（二）常規(guī)根軌跡的繪制法則（重點）

1、常規(guī)根軌跡的繪制法則（理解），2、閉環(huán)極點的確定（應(yīng)用）。

（三）廣義根軌跡（次重點）

1、參數(shù)根軌跡（識記），2、附加開環(huán)零點的作用（識記）。

（四）系統(tǒng)性能的分析（重點）

1、主導(dǎo)性能與偶極子（理解），2、系統(tǒng)性能的定性分析：應(yīng)用）。

第5章線性系統(tǒng)的頻域分析法

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，掌握頻率特性、典型環(huán)節(jié)與開環(huán)系統(tǒng)頻率特性，熟悉頻域穩(wěn)定判據(jù)、頻域穩(wěn)定裕度、閉

環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（-）頻率特性（重點）

1、頻率特性的基本概念（理解），2、頻率特性的幾何表示法（識記）。

（二）典型環(huán)節(jié)與開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的頻率特性（重點）

1、典型環(huán)節(jié)（理解），2、典型環(huán)節(jié)（理解），3、開環(huán)幅頻特性曲線繪制（理解），4、開環(huán)對數(shù)頻率

特性曲線（理解），5、延遲環(huán)節(jié)和延遲系統(tǒng)（理解），5、傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒灤_定（識記）。

（三）頻域穩(wěn)定判據(jù)（重點）

1、乃氏判據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（理解），2、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（理解），3、對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)（識記），4、

條件穩(wěn)定系統(tǒng)（識記）。

（四）頻域穩(wěn)定裕度（次重點）

1、相位裕度（理解），2、幅值裕度（理解）。

（五）閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)（重點）

1、控制系統(tǒng)的頻帶寬度（理解），2、系統(tǒng)帶寬選擇（理解），3、閉環(huán)系統(tǒng)頻域指標(biāo)和時域指標(biāo)的轉(zhuǎn)

換（應(yīng)用）。

第6章線性系統(tǒng)的校正方法

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，熟悉系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題，熟悉常用校正裝置及其特性，掌握串聯(lián)校正、前饋校正方法。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（一）系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題（重點）

1、性能指標(biāo)（理解），2、系統(tǒng)帶寬的確定（理解），3、校正方式（理解），4、基本控制規(guī)律（識記）。

（二）常用校正裝置及其特性（重點）

1、無源校正網(wǎng)絡(luò)（理解），2、有源校正裝置（識記）。

（三）串聯(lián)校正（次重點）

1、頻率響應(yīng)法校正設(shè)計（理解），2、串聯(lián)超前校正（理解），3、串聯(lián)滯后校正（理解），4、串聯(lián)滯后

-超前校正（識記）。

（四）前饋校正（次重點）

1、前置濾波組合校正（理解），2、最小節(jié)拍組合校正（識記）。

第7章線性離散系統(tǒng)的分析

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過學(xué)習(xí)，建立離散系統(tǒng)的基本概念，熟悉離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差，掌握離散系統(tǒng)的動態(tài)性

能分析方法。

二、考核知識點與考核目標(biāo)

（-）離散系統(tǒng)的基本概念（重點）

1、采樣控制系統(tǒng)（理解），2、數(shù)字控制系統(tǒng)（理解），3、離散控制系統(tǒng)的特點（理解.），4、離散系統(tǒng)

的研究方法（識記）。

（-）信號的采樣與保持（次重點）

1、采樣過程（理解），2、采樣過程的數(shù)學(xué)描述（理解），3、香農(nóng)采樣定理（理解），4、采樣周期的選

?。ɡ斫猓?、信號保持（識記）。

（H）變換理論（重點）

1、z變換定義（理解），2、z變換方法（理解），3、z變換性質(zhì)（理解），4、z反變換（理解）。

（四）離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（重點）

1、離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)定義（理解），2、線性常系數(shù)差分方程及其解法（理解），3、脈沖傳遞函數(shù)（理解）,

4、開環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)（理解），5、閉環(huán)系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)（理解）。

（五）離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差（重點）

1、s域到z域的映射（識記），2、離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件（理解），3、離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)

（理解），4、離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（識記），5、離散系統(tǒng)的型別與靜態(tài)誤差系數(shù)（識記

（六）離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析（次重點）

1、離散系統(tǒng)的時間響應(yīng)（識記），2、采樣器和保持器對系統(tǒng)性能的影響（識記）。

第三部分有關(guān)說明與實施要求

一、考核的能力層次表述

本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三人能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。

各能力層次為遞進等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：

識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表述，是低層次的要求。

理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法

的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個知識點分析和解決有

關(guān)的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。

二、教材

1、指定教材：胡壽松.自動控制原理基礎(chǔ)教程（第四版）.北京：科學(xué)出版社，2017

2、參考教材：鄒伯敏主編.自動控制理論（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

三、自學(xué)方法指導(dǎo)

1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要

求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，自的放矢。

2、閱讀教材時，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，

對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。

3、在自學(xué)過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,

這可從中加深對問題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。

4、完成書后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能

力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)

過程中對所學(xué)知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏

輯性，針對問題闈繞相關(guān)知識點進行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系。

四、對社會助學(xué)的要求

1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。

2、應(yīng)掌握各知識點要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標(biāo)。

3、輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。

4、輔導(dǎo)時，應(yīng)對學(xué)習(xí)方法進行指導(dǎo)，宜提倡〃認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自

己學(xué)通〃的方法。

5、輔導(dǎo)時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。

6、注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中

善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難

度的試題。

8、助學(xué)學(xué)時：本課程共4學(xué)分，建議總課時72學(xué)時，其中助學(xué)課時分配如下：

章次內(nèi)容學(xué)時

第1章控制系統(tǒng)導(dǎo)論6

第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型16

第3章線性系統(tǒng)的時域分析法16

第4章線性系統(tǒng)的根軌跡法8

第5章線性系統(tǒng)的頻域分析法8

第6章線性系統(tǒng)的校正方法8

第7章線性離散系統(tǒng)的分析10

合計72

五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定

1、本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標(biāo)都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點。

2、試卷中對不同能力層次的試題比例大致是:“識記”為20%、”理解”為70%、”應(yīng)用”為10%。

3、試題難易程