“计算机控制系统”考试大纲

一、考试的学科范围

计算机控制系统教学(大纲)基本要求的所有内容。

二、评价目标

主要考查考生对计算机控制系统课程的基础理论、基本知识掌握和运用的情况，要求考生应掌握以下有关知识：

1. 计算机控制系统的基本概念、系统组成、系统分类和特点：理解计算机控制系统中计算机的作用;掌握计算机控制系统的组成及其各部分的作用;掌握计算机控制系统的分类及其特点;

2. 信号处理：理解信号采用过程的原理及采样信号的脉冲序列表示。掌握香农采样定理、采样周期的选择方法、信号的恢复原理及零阶保持器的传递函数和特性;

3. Z变换及Z传递函数：理解Z变换的定义，掌握常用函数的Z变换、Z变换的性质和定理、Z变换与Z反变换的计算方法;掌握Z传递函数的定义、开环Z传递函数和闭环Z传递函数的求取方法;理解Z传递函数的物理可实现性。

4. 计算机控制系统的分析：掌握离散系统的稳定性分析的常用方法;理解S平面与Z平面的关系;理解离散系统输出响应的一般关系式的计算及其意义;

5. 计算机控制系统的离散化设计：理解离散化设计方法的基本概念、最少拍计算机控制系统设计概念及基本原则;掌握无波纹、阻尼因子、任意广义对象、有波纹的最少拍计算机控制系统的设计方法;理解扰动作用对控制系统的影响，掌握扰动作用下计算机控制系统的最少拍设计方法;理解数字控制器的计算机程序实现的基本概念，掌握直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法;

6. 计算机控制系统的模拟化设计：理解数字控制器的模拟化设计方法的基本概念，掌握模拟化设计方法的基本步骤;理解常用等效离散化设计方法的原理、特点及应用范围，并掌握其计算方法;掌握数字PID控制器构成、特点和控制效果;理解数字PID控制算法的改进原因，掌握积分分离PID算法、不完全微分PID算法、微分先行PID算法、带死区的PID算法、抗积分饱和PID算法;理解数字PID控制器的参数整定基本方法原理。

7. 复杂控制规律系统设计：理解纯滞后对控制系统的影响，掌握大林算法和史密斯预估算法的基本原理、特点及其应用;理解前馈控制的基本概念，掌握前馈控制的的基本原理、算法及其适用场合。

8. 计算机控制系统设计与实现：理解计算机控制系统的设计准则;掌握计算机控制系统的设计步骤、计算机控制系统的输入输出通道组成与功能及抗干扰技术的作用和基本方法。

三、试题主要类型

计算机控制系统试题类型：简答题，分析计算题，综合设计题

四、考查要点

1. 计算机控制系统的基本概念，计算机控制系统的组成、分类及特点;

2. 采样过程原理;采样定理;信号的恢复与零阶保持器原理及特点;

3. Z变换及Z反变换的计算;Z传递函数的计算;离散控制系统的稳定性分析;

4. 数字控制器的离散化设计的基本概念、步骤;最少拍计算机控制系统设计的基本概念;最少拍计算机控制系统设计存在的问题、其对系统的影响及解决方法; 有波纹和无波纹最少拍计算机控制系统数字控制器的设计方法;数字控制器的计算机程序实现方法;

5. 数字控制器的模拟化设计方法基本概念、设计步骤;常用等效离散化数字控制器的设计方法;数字PID控制器的控制算法、控制效果;数字PID控制算法的改进原因及其算法;

6. 大林算法的基本思想、缺陷及解决方法，大林算法数字控制器的计算;史密斯预估算法的基本思想、补偿原理及条件;前馈控制的基本概念、优点和应用场合、基本原理及控制算法;

7. 计算机控制系统的设计原则;计算控制系统的设计步骤;计算机控制系统的输入输出通道的组成与功能;计算机控制系统的干扰来源及干扰抑制方法。

五、主要参考书目

1. 姜学军主编.计算机控制技术(第二版).北京:清华大学出版社,2009年