2018年江南大学控制综合考研大纲

2018年江南大学硕士研究生复试考试
《控制综合》考试大纲
考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
试卷满分为 150 分，考试时间为 180 分钟．
二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试．可使用计算器．
三、试卷内容结构
计算机控制系统 约 50 分
运动控制系统 约 50 分
过程控制系统 约 50 分
四、试卷题型结构
简述题 约 30 分
分析题 约 60 分
综合题 约 60 分
考试内容与考试要求
考试内容：
考试的主要内容包括有关计算机控制系统、运动控制系统和过程控制系统的基本理论、系
统分析和设计的一般方法。
计算机控制系统的主要内容包括计算机控制系统的基本概念、输入输出接口与过程通道、
常规及复杂控制技术的设计方法，其中，常规及复杂控制技术是考试的重点。掌握计算机控制系
统的基本概念、工作原理和典型形式。输入输出接口与过程通道主要掌握 I/O 端口译码技术、数
字量输入输出接口与过程通道的组成、模拟量输入输出接口与过程通道的组成，理解 A/D 和 D/A
转换器的工作原理。常规及复杂控制技术主要掌握数字控制器的连续化设计步骤和离散化设计步
骤、最少拍控制器的有纹波设计方法和无纹波设计方法、数字 PID 控制器的设计技术以及参数
整定方法、各种复杂控制技术的工作原理。应用程序设计与实现技术主要掌握测量数据的几种预
处理方法，掌握 A/D、D/A 运算字长的选择。分布式测控网络技术主要掌握网络的几种拓扑结构、
数据通信编码技术、DCS 的体系结构、现场总线的分类，理解介质访问控制的三种方式和信息
交换技术的工作原理。
运动控制系统的主要内容涉及交、直流调速系统分析、设计的基本原理与方法，要求掌握
运动控制系统的基本组成，能够熟练分析直流单闭环、双闭环系统的静动态特性，了解系统设计
方法；掌握交流变压变频器的功能、分类，以及变频器中常用 PWM 脉宽调制技术的原理；掌握
交流异步电动机的数学模型及坐标变换方法，矢量控制系统的原理、结构及性能分析方法。
过程控制系统应掌握流程工业对象过程特性分析及建模、控制系统性能指标分析、过程信
号检测与自动化仪表的应用、过程控制系统的基本组成单元和系统设计与实现，以及复杂控制回
路的分析设计方法。
考试要求：
1. 掌握计算机控制系统的基本概念及其组成
 理解计算机控制系统的基本概念
 掌握计算机控制系统的组成及工作原理
 掌握计算机控制系统的典型形式
 掌握工业控制机的组成及特点
 掌握总线的基本概念及分类
2. 掌握数字量输入输出接口技术以及模拟量输入输出过程通道的组成
 掌握 I/O 端口的基本概念及编址方式
 熟练掌握 I/O 端口的地址译码技术
 掌握数字量输入输出接口与过程通道的组成
 掌握模拟量输入输出通道的组成结构
 熟练掌握信号的采样、量化和保持过程的基本概念
 理解 A/D 和 D/A 转换器的工作原理
 理解硬件抗干扰技术的分类
3. 重点掌握常规及复杂控制技术的设计方法
 掌握数字控制器的连续化设计方法，主要有前向差分法、后向差分法和双线性变换法
 熟练掌握数字 PID 控制器的位置型控制算法和增量型控制算法以及两者的优缺点
 掌握数字 PID 控制器的积分饱和的概念以及改进方法
 掌握数字 PID 控制器的微分项的改进方法
 掌握数字 PID 控制器的参数整定方法
 掌握数字控制器的离散化设计步骤
 重点掌握最少拍控制的基本概念以及有纹波、无纹波控制器的设计方法
 掌握 Smith 预估控制的基本原理及实现方法
 重点掌握达林控制算法的基本原理、设计步骤以及振铃的消除方法
 理解串级控制技术、前馈-反馈控制、技术解耦控制技术的工作原理及算法设计
4. 掌握应用程序设计与实现技术
 掌握测量数据的几种预处理方法
 掌握标度变换的原理及类型
 熟练掌握 A/D 和 D/A 运算字长的选择方法
 理解数字控制器的工程实现步骤
 掌握数字滤波的基本概念和几种滤波算法
5. 掌握分布式测控网络技术
 掌握网络的几种拓扑结构及各自的特点
 理解介质访问控制技术的三种方式
 理解信息交换技术的工作原理、差错控制技术的基本概念
 掌握数据通信编码技术
 掌握 DCS 的体系结构
6. 掌握运动控制系统的基本概念与组成，直流闭环调速系统的分析与设计方法
 能够熟练给出运动控制系统的组成框图，分析组成环节的功能，系统的工作原理；
 掌握直流电机的动态数学模型，直流单闭环调速系统的稳态结构图及特性、动态性能的
分析与设计方法；
 掌握直流双闭环调速系统的结构、工作原理以及其静动态性能分析，尤其是启动过程的
分析；了解调节器的工程设计方法思路。
7. 掌握交流调速系统的基本控制方式，交流调速系统的组成及工作原理
 掌握交流变频调速系统的基本控制方式；
 掌握变频器的结构及分类；
 掌握交流变频器中常用 4 种 PWM 脉宽调制技术的原理；
 掌握交流异步电动机的动态数学模型性质及坐标变换；
 掌握矢量控制系统的结构及原理。
8. 掌握过程控制系统的基本概念和基本原理，系统结构图和工艺流程图表示法，
控制系统对象特性分析以及一般建模方法，控制系统性能指标分析
 学会分析过程控制系统的基本工作原理，掌握基本概念，绘制控制系统结构框图
 学会分析理解过程对象特性，掌握数学模型的基本概念，掌握从机理出发的简单过程对
象的建模与分析方法
 掌握常用过程控制系统的各项性能指标的定义，学会分析对象特性、控制规律与性能指
标之间的关系
9. 掌握过程信号检测与自动化仪表的工业应用
 掌握流程工业中常用的过程参数检测原理，常用的信号制，量程与信号的换算关系
 掌握常用的工业现场参数检测仪表、执行器等的选型和使用方法
10. 掌握过程控制系统的基本组成单元和系统设计与实现
 根据给定的实际工程问题，掌握简单过程控制系统的分析设计方法，包括控制系统结构
设计，调节器类型的选择，调节器正反作用、执行机构气开/气关（电开/电关）等
 根据给定的实际工程问题，掌握复杂过程控制系统的分析设计方法，包括控制方案的设
计，控制规律的设计，检测仪表和执行机构的选型