科目名称：机械控制工程基础

适用专业：低空技术与工程0802Z1

一、考试要求

机械控制工程基础适用于重庆工商大学机械学科研究生招生复试课程考试。主要考查经典控制论的基本理论、概念和方法，从整个系统的信息传递、转换和反馈等角度来建立系统的数学模型、分析系统的动态性能，以及一定的控制系统设计和校正能力。

二、考试形式

考试为闭卷，考试时间120分钟，满分为100分。

三、考试内容

（一）控制系统的基本工作原理及分类

1. 控制系统的工作原理

2. 开环控制和闭环控制的定义

3. 闭环控制系统的组成

4. 自动控制几种分类方式

（二）控制系统微分方程的建立

1. 控制系统微分方程的概念

2. 系统微分方程的建立：主要要求机械平移和电气系统微分方程的建立

3. 用拉氏变换法求解线性微分方程

（三）传递函数

1. 传递函数的定义

2. 特征方程、零点和极点的定义

3. 几种典型环节及其传递函数：比例环节、一阶微分环节、二阶微分环节、积分环节、惯性环节、振荡环节

4. 传递函数和微分方程的关系及相互转换

（四）系统方框图

1. 系统方框图的定义、组成

2. 方框图的运算法则：串联连接、并联连接、反馈连接

3. 方框图的等效变换法则：求和点的移动、引出点的移动

4. 应用方框图的运算法则和等效变换法则求系统的传递函数

（五）控制系统的传递函数

1. 开环传递函数的概念

2. 闭环传递函数的概念

3. 输入信号作用下系统的闭环传递函数的求取

4. 干扰信号作用下系统的闭环传递函数的求取

5. 系统在输入信号和干扰信号作用下总输出的求取

（六）系统的时间响应

1. 时间响应的概念

2. 时间响应求取的步骤

3. 一阶系统时间响应的求取：惯性环节的单位阶跃响应、单位速度响应、单位加速度响应

4. 二阶系统间响应的求取：二阶振荡环节的单位阶跃响应，并理解在不同阻尼比情况下系统的响应特征

5. 二阶系统性能指标的计算：二阶振荡环节上升时间、峰值时间、最大超调量、调整时间、振荡次数的计算并理解其意义

（七）误差的分析和计算

1. 稳态误差的概念：偏差信号、误差信号、期望输出的定义和区别；误差和偏差的关系；稳态误差的概念

2. 稳态误差的计算：误差传递函数的概念，稳态误差的定义计算公式及方法

3. 稳态误差系数：系统型次的概念；稳态误差系数的概念及计算方式，应用稳态误差系数计算稳态误差

4. 稳态误差的影响因素

（八）稳定性分析

1. 系统稳定的定义

2. 系统稳定的条件

3. 劳思稳定判据：系统稳定的必要条件和充要条件，应用劳思判据判断系统的稳定性

（九）频率特性

1. 频率响应：频率响应的概念、频率响应的求取

2. 频率特性：频率特性的概念、频率特性的求取、频率响应和频率特性的关系

3. 频率特性的图示方法：典型环节（比例环节、惯性环节、积分环节、理想微分环节、振荡环节、一阶微分环节、二阶微分环节）的奈奎斯特图、博德图；系统开环博德图的作图方法

4. 频域稳定性判据：奈奎斯特判据、博德判据

5. 稳定性裕量：相位稳定裕量的定义、幅值稳定裕量的定义、稳定裕量的意义

（十）控制系统的设计和校正

1. 控制系统的校正：控制系统校正的目的，反馈控制系统的常用校正方式

2. PID控制规律：P控制、PI控制、PD控制和PID控制的传递函数和控制作用

3. PID控制规律的实现

四、 参考书目

《控制工程基础》（第三版）.王积伟，吴振顺，高等教育出版社， 2019年出版

其他注意事项： 考生需要携带圆规、直尺、三角板等绘图工具，以及无编程无存储无记忆功能的计算器。