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全國碩士研究生入學考試大綱
考試科目：《控制工程基礎》
一、考試總體要求
《控制工程基礎》是一門工科類專業的專業基礎課程。該課程以數學、物理及有關學科
為其理論基礎，以機械工程中有關系統動力學為其抽象、概括與研究的對象，運用信息的傳
遞、處理與反饋進行控制這一正確的思維方法與現象，在數學基礎課程與專業課程之間架起
一道橋梁，將兩者緊密結合起來。該課程必須概括工程實踐，緊密結合專業實驗。
該課程要求學生掌握：系統的微分方程，傳遞函數，傳遞函數方框圖及其簡化，相似原
理；一階系統、二階系統的時間響應分析、性能指標，系統誤差分析與計算；頻率特性的基
本概念與傳遞函數的關系，分析頻率特性的圖形表示—極坐標圖（Nyquist 圖）、對數坐標
圖（Bode 圖）；掌握 Routh 判據和 Nyquist 判據；系統的校正：串聯校正中相位超前校正、
相位滯后校正、相位滯后—超前校正和 PID 校正。
二、考查目標
控制工程基礎考試是為長春大學招收機械類碩士研究生而設置的具有選拔性質的自命題
入學考試科目，它的目標是科學、公平、有效地測試考生對控制工程基礎的基本概念、基本
理論和基本方法的掌握程度，以選拔具有發展潛力的優秀人才入學，為國家建設培養具有較
強分析與解決實際問題能力的高層次專業人才。
具體來說，要求考生：
1．對控制工程基礎的基本理論、基本概念和基本分析方法有明確的認識；
2．能夠熟練地列寫系統的微分方程及其傳遞函數，進行系統傳遞函數方框圖簡化，系統
的相似原理證明；
3．能夠熟練地分析與計算一階系統和二階系統的時間響應的性能指標，系統的誤差分析
及計算；
4．對頻率特性的基本概念與傳遞函數的關系、頻率特性的圖形表示—極坐標圖（Nyquist
圖）和對數坐標圖（Bode 圖）有明確的認識，并能夠結合傳遞函數繪制（Bode 圖）；
5．能夠熟練地掌握 Routh 穩定性判據和 Nyquist 穩定性判據；
6．掌握系統校正的原理及基本概念，能夠分析判斷串聯校正中相位超前校正、相位滯后
校正、相位滯后—超前校正和 PID 校正；
三、考試形式和試卷結構
1.本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分鐘。答題方式為閉卷、筆試。
2.試卷題型為計算題
（1）傳遞函數（方框圖簡化、相似原理）20-30％
（2）二階系統的時間響應（性能指標、誤差分析及計算）20-30％
（3）對數坐標圖（Bode 圖）的繪制 10-20％
（4）穩定性判據（Routh 判據、Nyquist 判據）10-20％
（5）串聯校正（相位超前校正、PID 校正）10-20％
四、考查內容
（一）緒論
1．考核知識點
研究的內容、方法、目的和意義
2．基本要求
了解：控制工程基礎的任務、研究對象及研究方法。
理解：系統的動力學問題的實質，系統的快速性、穩定性和準確性三者的相互關系。
掌握：用“系統”的方法分析系統的動力學問題。
（二）系統的傳遞函數
1．考核知識點
系統的拉氏變換、拉氏變換的六個性質，反饋的概念，傳遞函數方框圖及其簡化，傳
遞函數的相似性證明。
2．基本要求
理解：建立基本的微分方程，拉氏正逆變換及六個基本性質的含義，傳遞函數的串并聯
關系及其方框圖簡化，相似性證明。
掌握：傳遞函數的方框圖簡化，基本輸入函數的拉氏變換公式，相似性證明計算。
（三）系統的時間響應
1．考核知識點
二階系統單位階躍輸入時間響應的性能指標計算，誤差分析及計算。
2．基本要求
理解：時間響應的系統組成，系統穩定收斂的條件，動態性能指標及靜態誤差的分析。
掌握：單位階躍輸入時間響應的性能指標計算，穩態誤差分析及計算。
（四）系統的頻率特性
1．考核知識點
將傳遞函數變換成頻率特性函數，并能繪制（Nyquist 圖）和（Bode 圖）。
2．基本要求：
理解：頻率特性的基本概念，頻率特性與傳遞函數的關系，頻率特性的圖形表示—極坐
標圖（Nyquist 圖）和對數坐標圖（Bode 圖）的關系。
掌握：極坐標圖的繪制特點，能熟練繪制（Bode 圖）。
（五）系統的穩定性
1．考核知識點
主要是針對 Routh 穩定性判據和 Nyquist 穩定性判據的分析及計算。
2．基本要求
理解：兩個判據的理論依據，Routh 穩定性判據分析的是閉環傳遞函數的特征方程，
Nyquist 穩定性判據分析的是開環傳遞函數的特征方程。Bode 判據與 Nyquist 判據的關
系。
掌握：熟練掌握 Routh 穩定性判據和 Nyquist 穩定性判據的分析方法及計算。
（六）系統的校正
1．考核知識點
主要是串聯校正中相位超前校正和 PID 校正內容。
2．基本要求
了解：系統串聯校正中的無源及有源校正的原理及方法，能夠分析判斷串聯校正中相位
超前校正、相位滯后校正、相位滯后—超前校正和 PID 校正。
理解：串聯校正中相位超前校正和 PID 校正
五、參考書目
《機械工程控制基礎》第六版 楊叔子等編 《華中理工大學出版社》
《控制工程基礎》王益群、孔祥東編 《機械工業出版社》
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