《机电工程基础》考试大纲及推荐书目

一、考试要求

机电工程基础考试内容包括机械设计基础和控制工程基础两部分内容，考生可以根据自己实际情况选择一种考试课程作答，不能混答，要求：

1.了解考试课程研究的基本内容及应用特点；

2.掌握考试课程内容的基本知识和原理；

3.掌握考试课程内容的基本方法和技术；

4.熟练运用所考课程内容的基本原理和方法针对问题进行计算和分析。

二、考试题型

满分为150分，考试内容为机械设计基础和控制工程基础两种可选考试课程，考生可根据自己的实际情况，只能选择其中一种考试课程作答，不可混答。

机械设计基础考试题型为：选择题（30分），简答题（50分），计算与分析题（70分）。

控制工程基础考试题型为：填空（20分），选择（30分），简答（40分）及计算（60分）。

三、考试大纲内容

第一部分：机械设计基础

要求考生熟悉机械原理及机械设计的基本概念、方法和技术。

（1）机械的组成及其作用；机器与机构的区别；构件与零件的区别。

（2）运动副及其分类；平面机构自由度的计算；计算平面机构自由度时应注意的问题；机构具有确定相对运动的条件。

（3）平面连杆机构的基本类型及各种转化机构；铰链四杆机构的急回特性、极位夹角及行程速比；机构的压力角、传动角及对机构传力性能的影响；机构死点及存在条件；铰链四杆机构类型的确定。

（4）凸轮机构的应用和类型；从动件常用的运动规律及特点；刚性冲击和柔性冲击；凸轮基圆半径、压力角、自锁；基圆半径和压力角对机构结构尺寸的影响。设计凸轮机构时应注意的问题（基圆半径、压力角、滚子半径）及图解法求其大小。

（5）齿轮传动的特点和类型；齿廓满足定比传动的条件；渐开线的形成和特性；渐开线齿廓的特点；渐开线齿轮（直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮）的几何尺寸计算；渐开线齿轮（直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮）的正确啮合和连续传动条件。

（6）轮系的作用和类型；定轴轮系、周转轮系和简单复合轮系的传动比计算；惰轮的意义；首、末轮转向关系的确定。

（7）棘轮机构的特点和工作原理；槽轮机构的特点和工作原理。

（8）螺纹的常用类型和特点；螺纹连接的基本类型、特点和应用；螺纹连接的预紧、防松和具体的防松方法；提高螺栓连接强度的具体措施；键连接的类型和特点。

（9）齿轮轮齿的失效形式；齿轮（直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和锥齿轮）传动的受力分析；齿轮传动的主要参数及选择；齿轮传动的设计计算方法。

（10）蜗杆传动的特点及应用；圆柱蜗杆的主要参数和几何尺寸计算；正确啮合条件；蜗杆传动的失效特点及材料的选择；蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动散热的具体方法。

（11）带传动的类型和特点；带传动常用的张紧方法；带传动的受力分析和应力分析；带传动的弹性滑动、打滑、失效形式及带传动的设计准则；带传动的主要参数及其选择；V带轮的材料和结构。

（12）轴的类型及其判定；轴的常用材料；轴的结构设计。

（13）滑动轴承的分类、特点及应用。

（14）滚动轴承的特点、组成、主要类型、代号及选择；滚动轴承寿命所涉及的基本概念；滚动轴承寿命的计算和组合设计。

（15）联轴器和离合器的作用和分类，常见联轴器的特点。

第二部分：控制工程基础

要求考生熟悉经典控制理论的基本概念、掌握闭环控制系统分析的基本方法，具备一定的工程实际控制问题分析和处理的能力。

（1）自动控制系统的一般概念

手动控制与自动控制，开环控制，闭环控制，复合控制，自动控制系统的稳定性、动态特性、静态特性，自动控制系统的分类。

（2）线性控制系统的数学模型

线性控制系统的微分方程描述法、传递函数描述法，传递函数的定义、基本性质，典型环节的传递函数，方框图及方框图的等效变换，信号流图及梅森公式，系统的开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数。

（3）控制系统的时域分析

典型输入信号，线性定常系统的时域响应与性能指标，一阶系统的数学模型、时域响应、性能指标，二阶系统的数学模型、时域响应、性能指标，高阶系统的时域响应，闭环主导极点，控制系统稳定性的概念、充分必要条件，劳斯稳定判据，赫尔维茨稳定判据，相对稳定性和稳定裕度，系统的误差及稳态误差的基本概念、稳态误差的计算、动态误差系数、改善系统稳态精度的途径。

（4）根轨迹法

根轨迹的基本概念，根轨迹方程，常规根轨迹绘制规则，广义根轨迹及其绘制，控制系统的根轨迹分析（基于根轨迹的系统稳定性分析、稳态性能分析、动态性能分析、增加开环零极点对根轨迹的影响）。

（5）控制系统的频域分析

频率特性的基本概念，典型环节的频率特性，系统开环频率特性，控制系统的频域稳定性判据，控制系统的相对稳定性（相位裕量、增益裕量、开环对数频率特性与相对稳定性的关系），控制系统的闭环频率特性，频域性能指标与时域性能指标的关系。

（6）控制系统的校正与设计

控制系统校正的概念，常用校正装置及其特性（超前校正装置、滞后校正装置、滞后超前校正装置、PID校正装置），采用频率法进行串联校正，反馈校正及其参数确定。

四、推荐书目

1.杨可桢,程光蕴,李仲生等.机械设计基础(第7版).高等教育出版社,2020年.

2.吴怀宇,廖家平.自动控制原理(第3版).华中科技大学出版社,2017年.