2021東北電力大學自動控制原理研究生復試考試大綱 正文

復試科目考試大綱
“自動控制原理”考試大綱
一、 考試的學科范圍
自動控制原理課程教學（大綱）基本要求的基本內容及現代控制理論的部分知識。
二、 評價目標
經過考試應達到下面三個方面的目的：
1. 考察學生對本門課程的基本內容和重點內容的掌握程度。
2. 考察學生運用所學知識綜合分析問題、解決問題的能力。
3．考察學生運用所學理論知識處理實際問題的能力。
三、試題主要類型
1、 試卷滿分及考試時間
試卷滿分為150分，考試時間為120分鐘
2、 考試方式
考試方式為閉卷、筆試
3、 試卷的題型結構
計算題及分析簡答題
四、考查要點
（一）自動控制系統導論
（1）自動控制系統的一般性概念和基本工作原理；
（2）反饋控制系統的基本組成、分類及對控制系統的基本要求；
（3）《自動控制原理》課程研究的主要內容及其發展現狀。
重點掌握：自動控制系統的一般性概念和基本工作原理；反饋控制系統的基本組成、分類及對控制系統的基本要求
（二）控制系統的數學模型
（1）復數和復變函數的基本概念，拉普拉斯變換和拉普拉斯反變換；
（2）控制系統研究中幾種主要數學模型：微分方程、傳遞函數和頻率特性的內在聯系；
（3）典型環節的數學模型；
（4）常見電氣系統和一般機械系統的數學建模；
（5）方塊圖的化簡法則；
（6）利用梅遜公式求取系統的傳遞函數。
重點掌握：傳遞函數的概念、結構圖的建立與等效變換、梅遜公式。
（三）自動控制系統的時域分析
（1）系統階躍響應性能指標；
（2）二階系統動態性能；
（3）線性系統穩定的充要條件；
（4）利用勞斯判劇判別系統的穩定性；
（5）穩態誤差的定義；穩態誤差系數的求取及減小或消除系統穩態誤差的方法；
重點掌握：穩定性、穩態誤差、系統階躍響應的特點及動態性能與系統參數間的關系等有關概念，有關的計算方法。
（四）根軌跡法
（1）根軌跡的定義、幅值和相角條件；
（2）根軌跡的繪制法則；
（3）利用根軌跡分析系統的特性。
重點掌握：根軌跡的繪制方法，利用根軌跡分析系統的特性。
（五）線性系統的頻域分析法
（1）頻率特性的定義、求法及性質；
（2）線性系統極坐標圖畫法；Nyquist圖穩定判據的應用；
（3）線性系統伯德圖的畫法；最小相位系統的定義及性質；
（4）利用Bode圖求取系統穩態誤差；增益裕量和相位裕量的定義、物理意義和求取；
重點掌握：正確理解頻率響應、頻率特性的概念及特點，明確頻率特性的物理意義；熟練掌握運用奈奎斯特穩定判據和對數頻率判據判定系統穩定性的方法；熟練掌握計算穩定裕度的方法。
（六）離散控制系統
（1）離散系統、信號的采樣與保持。
（2）z變換理論。
（3）離散系統的數學模型。
（4）離散系統的穩定性分析；離散系統的穩態誤差計算。
（5）計算離散系統動態性能的一般方法。
重點掌握：信號的采樣、復現及其數學描述，z變換與z反變換，求系統脈沖傳遞函數，采樣系統的穩定性判定及穩態誤差計算。
（七）控制系統的狀態空間表達式
重點掌握：控制系統狀態變量的基本概念、連續時間系統的狀態空間表達式的建立方法、傳遞函數矩陣與狀態空間表達式的關系和線性變換方法。
（八）控制系統狀態空間表達式的解
重點掌握：線性定常連續系統狀態方程的解、狀態轉移矩陣的求解方法。
（九）線性控制系統的能控性與能觀性
重點掌握：系統的可控性與可觀測性的概念、線性連續系統的可控性與可觀測性的判據、傳遞函數與能控性和能觀性的關系、系統的結構分解方法、系統實現的方法。
五、主要參考書目
1. 胡壽松主編.《自動控制原理》(第6版).北京:科學出版社,2013
2. 劉豹主編.《現代控制理論》(第3版).北京:機械工業出版社,2011
 


“計算機控制系統”考試大綱
一、考試的學科范圍
計算機控制系統教學（大綱）基本要求的所有內容。
二、評價目標
主要考查考生對計算機控制系統課程的基礎理論、基本知識掌握和運用的情況，要求考生應掌握以下有關知識：
1. 計算機控制系統的基本概念、系統組成、系統分類和特點：理解計算機控制系統中計算機的作用；掌握計算機控制系統的組成及其各部分的作用；掌握計算機控制系統的分類及其特點；
2. 信號處理：理解信號采用過程的原理及采樣信號的脈沖序列表示。掌握香農采樣定理、采樣周期的選擇方法、信號的恢復原理及零階保持器的傳遞函數和特性；
3. Z變換及Z傳遞函數：理解Z變換的定義，掌握常用函數的Z變換、Z變換的性質和定理、Z變換與Z反變換的計算方法；掌握Z傳遞函數的定義、開環Z傳遞函數和閉環Z傳遞函數的求取方法；理解Z傳遞函數的物理可實現性。
4. 計算機控制系統的分析：掌握離散系統的穩定性分析的常用方法；理解S平面與Z平面的關系；理解離散系統輸出響應的一般關系式的計算及其意義；
5. 計算機控制系統的離散化設計：理解離散化設計方法的基本概念、最少拍計算機控制系統設計概念及基本原則；掌握無波紋、阻尼因子、任意廣義對象、有波紋的最少拍計算機控制系統的設計方法；理解擾動作用對控制系統的影響，掌握擾動作用下計算機控制系統的最少拍設計方法；理解數字控制器的計算機程序實現的基本概念，掌握直接程序設計法、串行程序設計法和并行程序設計法；
6. 計算機控制系統的模擬化設計：理解數字控制器的模擬化設計方法的基本概念，掌握模擬化設計方法的基本步驟；理解常用等效離散化設計方法的原理、特點及應用范圍，并掌握其計算方法；掌握數字PID控制器構成、特點和控制效果；理解數字PID控制算法的改進原因，掌握積分分離PID算法、不完全微分PID算法、微分先行PID算法、帶死區的PID算法、抗積分飽和PID算法；理解數字PID控制器的參數整定基本方法原理。
7. 復雜控制規律系統設計：理解純滯后對控制系統的影響，掌握大林算法和史密斯預估算法的基本原理、特點及其應用；理解前饋控制的基本概念，掌握前饋控制的的基本原理、算法及其適用場合。
8. 計算機控制系統設計與實現：理解計算機控制系統的設計準則；掌握計算機控制系統的設計步驟、計算機控制系統的輸入輸出通道組成與功能及抗干擾技術的作用和基本方法。
三、試題主要類型
1、答題時間：120分鐘
2、計算機控制系統試題類型：簡答題，分析計算題，綜合設計題
四、考查要點
1. 計算機控制系統的基本概念，計算機控制系統的組成、分類及特點；
2. 采樣過程原理；采樣定理；信號的恢復與零階保持器原理及特點；
3. Z變換及Z反變換的計算；Z傳遞函數的計算；離散控制系統的穩定性分析；
4. 數字控制器的離散化設計的基本概念、步驟；最少拍計算機控制系統設計的基本概念；最少拍計算機控制系統設計存在的問題、其對系統的影響及解決方法； 有波紋和無波紋最少拍計算機控制系統數字控制器的設計方法；數字控制器的計算機程序實現方法；
5. 數字控制器的模擬化設計方法基本概念、設計步驟；常用等效離散化數字控制器的設計方法；數字PID控制器的控制算法、控制效果；數字PID控制算法的改進原因及其算法；
6. 大林算法的基本思想、缺陷及解決方法，大林算法數字控制器的計算；史密斯預估算法的基本思想、補償原理及條件；前饋控制的基本概念、優點和應用場合、基本原理及控制算法；
7. 計算機控制系統的設計原則；計算控制系統的設計步驟；計算機控制系統的輸入輸出通道的組成與功能；計算機控制系統的干擾來源及干擾抑制方法。
五、主要參考書目
1. 姜學軍主編.計算機控制技術(第二版).北京:清華大學出版社,2009年


“微型計算機原理及接口技術”考試大綱
一、考試的學科范圍
本課程的考試范圍包括：AT89S52單片機的基本結構、指令系統、中斷系統、定時器/計數器、存儲器擴展、I/O擴展、輸入輸出接口、A/D、D/A、串行擴展、應用系統設計等。
二、 評價目標
主要考查考生對微型計算機原理及接口技術課程的基礎理論、基本知識掌握和運用的情況，要求考生應掌握以下有關知識：
1、單片機的系統結構和軟件編程能力；
2、單片機系統擴展電路設計能力；
3、單片機輸入輸出通道的設計能力；
4、單片機中斷系統和定時器/計數器的應用；
5、整體系統的設計能力。
三、試題主要類型
1、答題時間：120分鐘
2、試題類型：填空題、選擇題，簡答題、軟件編程題、硬件連接題、系統設計題。
四、考查要點
第1章單片機概述
（1）單片機的概念、特點、應用及發展趨勢；
（2）單片機的基本知識；
（3）單片機的分類及各類嵌入式處理器簡介。
重點掌握：單片機的基本知識。
第2章AT89S52單片機的硬件結構
（1）AT89S52單片機的基本結構
（2）AT89S52單片機的引腳功能、中央處理器、單片機的復位
（3）AT89S52系列單片機的節電方式
（4）AT89S52型單片機結構
（5）AT89S52單片機時鐘電路與時序
重點掌握：AT89S52單片機的基本結構、中央處理器、單片機的復位、時鐘電路與時序。
第3章AT89S52單片機指令系統
（1）指令系統的尋址方式
（2）指令系統分類，包括：數據傳送類指令、算術運算類指令、邏輯運算類指令、控制轉移類指令、位操作指令。
重點掌握：指令系統的尋址方式，各類指令的功能。
第4章匯編語言程序設計
（1）匯編語言程序設計方法，匯編語言程序設計基本要求
（2）簡單程序設計，子程序設計、查表程序設計、關鍵字查找程序設計、數據極值查找程序設計、數據排序程序設計、分支轉移程序設計、循環程序設計和運算程序設計。
重點掌握：匯編語言程序設計方法、查表程序設計和運算程序設計。
第5章中斷系統
（1）AT89S52單片機中斷系統概述
（2）中斷結構
（3）中斷控制
（4）中斷響應
（5）中斷請求的撤除
（6）中斷服務程序初始化
（7）采用中斷服務時的主程序結構
（8）中斷服務程序的基本結構。
重點掌握：中斷請求源、中斷請求、允許、優先級寄存器、中斷請求的條件、外部中斷的響應時間和觸發方式。
第6章AT89S52單片機的定時器/計數器
（1）定時器/計數器的結構
（2）定時器/計數器的4種工作方式
（3）對外部輸入的計數信號的要求
（4）定時器/計數器的編程和應用
重點掌握：定時器/計數器的結構、定時器/計數器的編程和應用。
第7章 AT89S52單片機的串行口
（1）串行口的結構
（2）串行口的4種工作方式
（3）波特率的制定方法
（4）串行口的應用
重點掌握：串行口的結構、工作方式和波特率的制定方法。
第8章AT89S52單片機的外部存儲器擴展
（1）系統擴展結構；
（2）地址空間分配；
（3）程序存儲器擴展；
（4）數據存儲器擴展；
第9章AT89S52單片機的I/O擴展
（1）I/O接口擴展概述：擴展的I/O接口功能、I/O端口的編址、I/O數據的傳送方式、I/O接口電路；
（2）利用74LSTTL電路擴展并行I/O口；
重點掌握：I/O接口擴展概述、74LSTTL電路擴展并行I/O口。
第10章AT89S52單片機與輸入輸出外設的接口
（1）LED顯示原理及與單片機連接設計；
（2）鍵盤接口原理及與單片機連接設計；
第11章AT89S52單片機與D/A、A/D轉換器的接口
（1）D/A轉換器簡介、AT89S52單片機與D/A轉換器DAC0832的接口設計。
（2）A/D轉換器簡介、AT89S52單片機與逐次比較型A/D轉換器DAC0809的接口設計。
重點掌握：D/A、A/D轉換器原理及接口設計。
五、主要參考書目
1. 張毅剛，趙光權，劉旺.《單片機原理及應用》(第三版）. 北京:高等教育出版社,2016.


“電路”考試大綱
一、考試的學科范圍
本課程的考試范圍包括：電路的基礎理論、基本知識，直流電路的分析、正弦電流電路的分析、電路的暫態過程的時域分析、電路的頻率特性和非正弦周期電流電路的分析等。
二、評價目標
主要考查考生對電路課程的基礎理論、基本知識掌握和運用的情況，要求考生應掌握以下有關知識：
1. 電路的基本概念和電壓、電流約束關系：理解電路模型、電流、電壓及參考方向，功率、能量。掌握電阻元件、電感元件、電容元件、電壓源、電流源及受控源以及常用多端元件的概念和伏安特性、功率計算，掌握基爾霍夫定律及正確列寫方程。
2. 直流電路的分析：掌握電路的等效變換的基本思想，掌握電阻的等效變換、電源的等效變換，及用等效變換方法分析電路。了解支路法、回路法，掌握網孔(回路)電流法，結點電壓方法，學會利用電路方程的方法解決問題。掌握戴維寧定理、疊加定理、替代定理及其應用，了解特勒根定理、互易定理和對偶原理。掌握理想運放電路的分析方法。
3. 電路暫態過程的時域分析：掌握換路定則，暫態和穩態的概念。理解零輸入響應、零狀態響應和全響應、時間常數、階躍響應的概念。掌握一階電路的三要素分析法。了解一階和二階電路的經典法。
4. 正弦電流電路：理解正弦量的三要素、相量法的基本概念，掌握基爾霍夫定律的相量形式和R、L、C元件伏安關系的相量形式。理解導納與阻抗概念，掌握利用相量圖分析電路的方法。理解有效值、有功功率、無功功率、功率因數、視在功率、復功率的意義，掌握正弦穩態電路各種功率的計算方法及提高功率因數辦法。掌握正弦穩態電路的計算方法及最大平均功率傳輸的處理方法。掌握對稱三相電路的概念和對稱三相電路的計算，掌握對稱三相電路功率的計算和測量。
5. 電路的頻率特性：掌握電路諧振的特點。
6. 非正弦周期電流電路：掌握非正弦周期電流電路的計算、有效值和平均功率的計算。掌握非正弦周期電流電路的計算。
三、試題主要類型
1、答題時間：120分鐘
2、電路試題類型：選擇題，計算題
四、考查要點
（一）電路模型和電路定律
1.電路和電路模型
2.電流和電壓的參考方向
3.電功率和能量
4.電路元件及特性
5.電壓源和電流源
6.受控電源
7.基爾霍夫定律
（二）電阻電路的等效變換
1.電路的等效變換
2.電阻的串聯和并聯
3.電阻的Y形連接和Δ形連接的等效變換
4.電壓源、電流源的串聯和并聯
5.實際電源的兩種模型及其等效變換
6.輸入電阻
（三）電阻電路的一般分析
1.電路的圖
2.KCL和KVL的獨立方程數
3.支路電流法
4.網孔電流法
5.回路電流法
6.結點電壓法
（四）電路定理
1.疊加定理
2.替代定理
3.戴維寧定理和諾頓定理
4.最大功率傳輸定理
（五）儲能元件
1.電容、電感兩種儲能元件的特性,電壓和電流關系方程及能量表達式電容元件；
2.電容、電感串聯、并聯時的等效參數計算。
（六）一階電路和二階電路的時域分析
1.動態電路的方程及其初始條件；
2.一階電路的零輸入響應、零狀態響應和全響應；時間常數的物理意義；
3.熟練掌握三要素法求解一階電路的響應。
（七）相量法
1.正弦量的表示方法及三要素；
2.正弦量的相量表示；
3.熟練掌握電路元件電壓電流關系方程的相量形式及基爾霍夫定律定律的相量形式。
（八）正弦穩態電路的分析
1.阻抗和導納
2.電路的相量圖
3.正弦穩態電路的分析
4.正弦穩態電路的功率
5.復功率
6.最大功率傳輸
（九）電路的頻率響應
1. RLC串聯電路的諧振
2. RLC串聯電路的頻率響應
3. RLC并聯諧振電路
（十）三相電路
1.三相電路
2.線電壓(電流)與相電壓(電流)的關系
3.對稱三相電路的計算
4.三相電路的功率計算和測量
（十一）非正弦周期電流電路
1.非正弦周期電流電路的諧波分析法
2.非正弦周期電流電路中電量有效值、平均值和平均功率
3.非正弦周期電流電路的計算
五、主要參考書目
1.劉耀年主編.電路(第二版).北京:中國電力出版社,2013
2.邱關源主編.電路(第四版).北京:高等教育出版社,1999
 
 

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