2021年湖北自考自动控制理论（二）课程考试大纲

                                       
第一部分  课程性质与目标
一、课程性质与特点

自动控制理论（二）是高等教育自学考试“电气工程及其自动化”专业（专升本）的一门专业课程。该课程侧重于从理论的角度，系统地阐述自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍对自动控制系统建模、分析、设计过程中应用的各种原理、思想和方法。

二、课程目标与基本要求
通过本课程的学习，应理解和掌握自动控制系统分析的基本方法、理论及应用。课程内容主要包括以下几个方面：控制系统导论、控制系统的数学模型 、线性系统的时域分析法 、线性系统的根轨迹法 、线性系统的频域分析法 、线性系统的校正方法 、线性离散系统的分析。
三、与本专业其他课程的关系
在学习本课程之前，考生应具有高等数学、电路、信号与线性系统、电子技术等课程的相关知识和理论基础，本课程与后续课程有一定关联。
第二部分  考核内容与考核目标
第一章  控制系统导论
一、学习目的与要求
通过学习，掌握自动控制系统的基本概念和分类 ，理解自动控制系统的基本要求。
二、考核知识点与考核目标
（一）自动控制的基本原理（重点）
1、自动控制技术及其应用（理解），2、自动控制理论（理解），3、反馈控制原理（理解），4、反馈控制系统的基本组成（理解），5、自动控制的基本控制方式（理解）。
（二）自动控制系统示例 （一般）
1、函数记录仪（识记），2、电阻炉微型计算机温度控制系统（识记），3、锅炉液位控制系统（识记）。
（三）自动控制系统的分类 （次重点）
1、线性连续控制系统（理解），2、线性定常离散控制系统（理解），3、非线性控制系统（理解）。
（四）自动控制系统的基本要求 （重点）
1、基本要求的提法（理解），2、典型外作用（理解）。

第2章 控制系统的数学模型
一、学习目的与要求
通过学习，熟悉傅里叶变换与拉普拉斯变换以及控制系统的时域、复数域数学模型，掌握控制系统的结构图与信号流图 。
二、考核知识点与考核目标
（一）傅里叶变换与拉普拉斯变换（重点）
1、 傅里叶级数（识记），2、傅里叶积分与傅里叶变换（理解），3、拉普拉斯变换（理解），4、拉普拉斯变换的积分下限（理解），5、拉普拉斯变换定理（理解），6、拉普拉斯变换反变换（理解）。
（二）控制系统的时域数学模型（重点）
1、线性元件的微分方程（理解），2、控制系统的建立（理解），3、线性系统的基本特性（理解），4、线性定常微分方程的求解（理解），5、非线性微分方程的线性化 （识记）
（三）控制系统的复数域数学模型 （重点）
1、传递函数的定义和性质（理解），2、传递函数的零点和极点（理解），3、传递函数的零点和极点对输出的影响（理解），4、典型元部件的传递函数（识记）。
（四）控制系统的结构图与信号流图 （重点）
1、系统结构图的组成和绘制（理解），2、结构图的等效变换和简化（理解），3、信号流图的组成和性质（识记），4、信号流图的绘制（理解），5、梅森增益公（理解）式，6、闭环系统传递函数（理解）。

第3章 线性系统的时域分析法
一、学习目的与要求
通过学习，熟悉系统的时域性能指标 ，掌握一阶系统、二阶系统的时域分析，掌握线性系统的稳定性分析和稳态误差计算 。
二、考核知识点与考核目标
（一）系统的时域性能指标 （重点）
1、典型输入信号（识记），2、动态过程与稳态过程（理解），3、动态性能与稳态性能。
（二）一阶系统的时域分析 .（重点）
1、一阶系统的数学模型（理解），2、一阶系统的单位阶跃响应（理解），3、一阶系统的单位脉冲响应（理解），4、一阶系统的单位斜坡响应（识记）。
（三）二阶系统的时域分析（重点）
1、二阶系统的属性模型（理解），2、二阶系统的单位阶跃响应（理解），3、欠阻尼二阶系统的动态过程分析（理解），4、过阻尼二阶系统的动态过程分析（理解），5、二阶系统性能的改善（识记）。
（四）高阶系统的时域分析 （次重点）
1、高阶系统的单位阶跃响应（理解），2、 高阶系统闭环主导极点及其动态性能分析（识记）。
（五）线性系统的稳定性分析 （重点）
1、稳定性的基本概念（理解），2、线性系统稳定的充分必要条件（理解），3、劳斯稳定判据（理解），4、劳斯稳定判据的特殊情况（识记），5、劳斯稳定判据的应用（应用）。
（六）线性系统的稳态误差计算（一般）
1、 误差与稳态误差（理解），2、系统类型（理解），3、阶跃输入作用下的稳态误差与静态位置误差系数（理解），4、斜坡输入作用下的稳态误差与静态速度误差系数（识记），5、加速度输入作用下的稳态误差与静态加速度误差系数（识记），6、扰动作用下的稳态误差（识记），7、减少或消除稳态误差的措施（识记）。

第4章  线性系统的根轨迹法
一、学习目的与要求
通过学习，建立根轨迹法的基本概念，掌握常规根轨迹的绘制法则，能够对系统性能进行分析。
二、考核知识点与考核目标
（一）根轨迹法的基本概念 （重点）
1、根轨迹概念（理解），2、根轨迹与系统性能（理解），3、闭环零、极点与开环零、极点之间的关系（理解），4、根轨迹（理解）。
（二）常规根轨迹的绘制法则（重点）
1、常规根轨迹的绘制法则（理解），2、 闭环极点的确定（应用）。
（三）广义根轨迹 （次重点）
1、参数根轨迹 （识记），2、附加开环零点的作用（识记）。
（四）系统性能的分析 （重点）
1、主导性能与偶极子（理解），2、系统性能的定性分析（应用）。

第5章 线性系统的频域分析法
一、学习目的与要求
通过学习，掌握频率特性、典型环节与开环系统频率特性，熟悉频域稳定判据、频域稳定裕度 、闭环系统的频域性能指标。
二、考核知识点与考核目标
（一）频率特性 （重点）
1、频率特性的基本概念（理解），2、频率特性的几何表示法（识记）。
（二）典型环节与开环系统频率特性的频率特性（重点）
 1、典型环节（理解），2、典型环节（理解），3、开环幅频特性曲线绘制（理解），4、开环对数频率特性曲线（理解），5、延迟环节和延迟系统（理解），5、传递函数的频域实验确定（识记）。
（三）频域稳定判据 （重点）
1、乃氏判据的数学基础（理解），2、奈奎斯特稳定判据（理解），3、对数频率稳定判据（识记），4、条件稳定系统（识记）。
（四）频域稳定裕度 （次重点）
1、相位裕度（理解），2、幅值裕度（理解）。
（五）闭环系统的频域性能指标 （重点）
1、控制系统的频带宽度（理解），2、系统带宽选择（理解），3、闭环系统频域指标和时域指标的转换（应用）。

第6章 线性系统的校正方法
一、学习目的与要求
通过学习，熟悉系统的设计与校正问题，熟悉常用校正装置及其特性，掌握串联校正、前馈校正方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）系统的设计与校正问题 （重点）
1、性能指标（理解），2、系统带宽的确定（理解），3、校正方式（理解），4、基本控制规律（识记）。
（二）常用校正装置及其特性（重点）
1、无源校正网络（理解），2、有源校正装置（识记）。
（三）串联校正 （次重点）
1、频率响应法校正设计（理解），2、串联超前校正（理解），3、串联滞后校正（理解），4、串联滞后-超前校正（识记）。
（四）前馈校正（次重点）
1、前置滤波组合校正（理解），2、最小节拍组合校正（识记）。

第7章 线性离散系统的分析
一、学习目的与要求
通过学习，建立离散系统的基本概念，熟悉离散系统的稳定性与稳态误差 ，掌握离散系统的动态性能分析方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）离散系统的基本概念 （重点）
1、采样控制系统（理解），2、数字控制系统（理解），3、离散控制系统的特点（理解），4、离散系统的研究方法（识记）。
（二）信号的采样与保持 （次重点）
1、采样过程（理解），2、采样过程的数学描述（理解），3、香农采样定理（理解），4、采样周期的选取（理解），5、信号保持（识记）。
（三）变换理论 （重点）
1、z变换定义（理解），2、z变换方法（理解），3、z变换性质（理解），4、z反变换（理解）。
（四）离散系统的数学模型（重点）
1、离散系统的数学定义（理解），2、线性常系数差分方程及其解法（理解），3、脉冲传递函数（理解），4、开环系统脉冲传递函数（理解），5、闭环系统脉冲传递函数（理解）。
（五）离散系统的稳定性与稳态误差（重点）
1、s域到z域的映射（识记），2、离散系统稳定的充分必要条件（理解），3、离散系