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科目代碼：815 科目名稱：機械控制工程
1、考試要求
本課程主要考察經典控制理論的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程
設計方法及控制理論在機械工程中的應用。
2、考試內容
（1）緒論。自動控制系統的基本構成，反饋控制原理及控制系統基本要求；
控制系統基本概念，控制系統結構與分類，反饋控制系統的構成；繪制控制系統
框圖。
（2）控制系統數學模型。熟悉機電系統微分方程的建立，掌握控制系統數
學模型的概念、建模方法，學會方框圖表示法及其等效變換；列寫運動方程，拉
氏變換及反變換，傳遞函數，結構圖表示及等效變換、化簡。簡單電氣系統、較
復雜機械系統建模。
（3）控制系統時域分析。了解時間響應的組成、運用系統特征根分析系統
穩定性。了解一階系統對典型輸入信號的響應特點。掌握典型二階系統的特點，
單位脈沖響應、單位階躍響應曲線及意義。能夠求解二階系統性能指標。掌握系
統穩態誤差的概念及求解方法。能夠分析系統的輸入、系統的結構及干擾對系統
誤差的影響。
（4）控制系統頻域分析。掌握系統頻域特性基本概念，熟練繪制系統的極
坐標圖和 Bode 圖，掌握頻域分析方法，根據開環性能分析系統特性。頻率特性
函數，頻率特性函數的圖象，基本單元的頻率特性圖，復雜頻率特性 Bode 的繪
制，閉環頻率與開環頻率特性函數的關系。了解最小相位系統與非最小相位系統
的概念特點。
（5）系統穩定性。掌握穩定性概念、系統穩定的條件。掌握勞斯判據、Nyquist
判據、Bode 判據、相位裕度及幅值裕度的概念。運用勞斯判據、Nyquist 判據判
斷系統穩定性及極點的分布情況。運用 Bode 判據判斷系統的穩定性，求取系統
的相位裕度和幅值裕度。
（6）控制系統校正。掌握系統校正設計的概念及根據期望特性進行系統校
正的設計方法。期望頻率特性的分析和設計，串聯校正函數及設計，PID 控制算
法原理，并聯局部反饋校正原理，前饋和反饋的復合控制。
3、題型
試卷滿分為 150 分，其中：填空題 10 分，簡答題 20 分，解答題 80 分，綜
合題 40 分。
4、參考教材
《控制理論基礎(第二版)》，王顯正編．科學出版社，2008
《機械工程控制基礎》．楊叔子編．華中科技大學出版社，2007
《機械工程控制基礎》．王仲民編．國防工業出版社，2010
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