信息学院研究生复试综合1参考书与考试大纲

20xx-10-08

一 复试科目及参考书：

考试科目：自动控制原理（60％）和检测技术（40％）

参考书：

1、《自动控制原理》，厉玉鸣等主编，化学工业出版社，20xx年

2、张宏建等，《自动检测技术与装置》（第二版），化学工业出版社，北京，20xx

二 考试大纲

（1） 自动控制原理

1、控制系统的基本组成和概念

控制系统的组成；控制系统的主要类型；

2、控制系统的数学模型

被控对象的微分方程模型；控制系统的传递函数；方块图及其等效变换；信号流图；

3、控制系统的时域分析方法

低阶系统的动态响应；控制系统动态响应的质量指标；控制系统的劳斯稳定判据；常规控制规律对系统控制质量的影响；

4、频率特性分析法

系统频率特性的定义；系统频率特性的极坐标图；对数坐标图；Nyquist稳定性判据；控制系统的稳定裕度；控制系统频率特性分析、设计方法；

5、采样控制系统

采样过程及采样定理；脉冲传递函数；连续模型的离散化；采样系统的数学模型及求解；采样系统的分析；

（2） 检测技术

1、检测技术及传感器基础

传感器基本概念、基础效应、分类和命名与表示；检测基本概念；参数检测的一般原理和方法；检测仪器仪表、系统及基本性能；测量误差及不确定度；测量误差及分类；误差处理基本方法；检测仪表的防爆与防护。

2、电参数传感器

电参数传感器概述；电位器、热电阻等电阻式传感器；应变效应、应变式电阻传感器及应用；电容式传感器概述；电容式传感器及应用、误差分析及处理；电感式传感器概述；电感式传感器及应用；电涡流式传感器及应用

3、检测信号变换

简单变换、差动变换、参比变换、平衡、反馈变换等信号变换结构；有源/无源检测元件的转换电路；平衡电桥；不平衡电桥结构、不平衡电桥特性；自平衡电桥；其他变换电路；差分放大电路、三运放构成的仪表放大器。

4、温度、压力、物位、流量检测技术

测温方法分类、温标概念；热电阻测温原理；热电偶测温原理；热电偶测温冷端补偿方法；热电偶测温电路和安装。压力的表示法、压力检测仪表的分类；液柱式压力检测技术及仪表、使用和误差分析；弹性式压力检测技术及仪表；电远传式压力检测技术及仪表；应变、压阻、压电等物性式压力检测技术及仪表。物位检测的主要方法和分类；差压法检测原理、量程迁移、静压式液位检测技术；浮力式、电容式、超声式等液位检测技术及仪表。流量检测的主要方法和分类；容积式流量计检测原理、工作特性与特点；节流式流量检测原理和流量方程；节流式流量计组成和特点；浮子式流量计检测原理、流量方程和特点；涡轮式流量计检测原理、流量方程和特点；电磁式、涡街式流量检测原理及相关流量计；超声波流量检测原理、安装方法和特点；科式、补偿式、推导式等质量流量计检测原理。

第二篇：自动控制原理与力学的关系

自动控制原理与力学的关系

环境工程2班 黄丽潇

学号：100205021103

根据课本上的概念，自动控制原理是指在无人参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备中生在的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律进行。从计算机的角度来说，它以复变函数为工具，利用反馈机制，以数字电脑为载体，使被控制在无人参与的情况下自动按照预定的规律运行，属于计算机的一个分支。我的理解就是，在既定的程序及结构下，无需人为加以调节和选择，设备可以自己按照一定规律进行工作，进而操纵大型机器，从而解决了很多人不能参与的难题，概括起来，就是使机器和设备按照人预设的意图和轨道来运行和工作。

自动控制原理广泛应用于我们的生活中，在近十几年的高速发展下，它已经成为航天飞行、机器人、导弹、武器等许多领域的重要组成部分，离开了自动控制，它们的工作将无法继续进行。

从七十年代开始，自动控制便转向了由计算机控制为主的模式，并发展出了各类分支，如自适应控制、混杂控制、模糊控制、以及神经网络控制等等。随着不同领域的发展对自动控油原理的巩固，该学科正走在蓬勃发展的道路上。 自动控制原理的基础，也是最重要的因素就是反馈。自动控制的原理是一种基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。反馈的概念是指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程，即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，所以它分为正负反馈。为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机总体。反馈系统和自动控制之间的关系是紧密相关、不可分割的。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

反馈控制系统是由不同结构和部件组成的，即测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件，它们各司其职，完成了从开始到结束的中间过程，包含了被控对象和控制装置两大部分，完善了系统的结构组成。它组成了自动控制原理的核心，使自动控制在许多高科技领域间的应用高度展开。

而力学作为一个基础学科，在操作应用上也有广泛的应用，常常是以机械制造、机械设计等这些大方向为基础。所以自动控制原理和力学的接轨点主要是在机械设计原理方面。

自动控制原理的应用囊括了许多方面，其中一个最重要的应用领域就是机械设计方向。机械设计和自动控制有什么关联呢，因为机械的最终作用是利用外力，如柴油燃烧、光能转化给出的能量，并借以机械和机械之间的联系运动，来完成需要完成的目标，但是机械结构往往是复杂的，需要多方面的调节、反馈，遇到不同结果而执行不同的任务，但是人们不能完全监督这一过程，于是就将机械设计与自动控制相联系起来，使机器按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标，达到人机分离的状态。

机械设计制造及其自动化专业培养需要具备机械设计制造的相关知识和应

用能力，既需要有关机械制造的创新能力，在此基础上也要具备有对机械控制有着主导作用、作为领头指导的自动控制基础知识，只有让这两类学科相互融合，才能以工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、以机械设计与制造为基础，计算机科学、信息技术、自动控制技术等自动控制、计算机学科为辅助，成为一门交叉学科，使得机械在自动化的帮助下更独立地完成任务工作。它的主要任务是运用先进设计制造技术的理论与方法，解决现代工程领域中的复杂技术问题，以实现产品智能化的设计与制造。运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

我们生活中也接触过许多关于自动控制为指导下的机械设备，比如工地上的挖掘机、每日出行必需的小轿车、多功能的手提电脑，甚至还有在炎炎夏日里给人们带来清凉的电瓶空调等等等等，这些看似普通的机器，由大至小，由繁复至简单，都是遵循着自动控制的原理。譬如用空调来说吧，这个机器是大家在生活里都见过的，它的作用是在炎热的天气里，将闷热的空气吸入，经过压缩冷却处理之后，将空气中的热量带出，再把降温后的空气吹回室内，以这种方式达到降低室温的效果，从而使人们从炎热的天气里解放出来，得到凉快。从机械的角度来说，仅仅是用外力将制冷剂如氟利昂等强制压缩，从而放出大量热量，压缩后的液体转入另一区域，在常态大气压下得到扩张，由相变的原理又吸入大量热量，降低了周围空气的温度，然后转为气态，又进入压缩器里，再周而复始以达到降低空气的效果。但是仅仅是这样的话，就存在一个问题，如果没有人为干预，空调就会使空气的温度会一直下降，就不能维持在一个相对于人体较为舒适的平衡的状态。此时就需要自动控制的调节了，一般来说它占据的位置是一个中央控制系统，由空气加热、冷却、去湿、净化、风量调节等设备组成，根据不同的环境加以各自独立的工作内容。被控参数有温度、湿度、风量、压力等等，在对这些参数进行控制的同时，还要对主参数进行指示、记录、打印，并测试各个机电设备的运行情况和事故状态，让人们不必每时每刻都要监视着周遭温度的变化，便可以达到方便的制冷效果。

这便是自动控制给我们带来的好处，它可以使一些既定的力、能量，以人们预先规定好的方式进行工作，从而达到简单方便的效果。由此发展出来的学科有很多，类似于机电一体化、机械电子技术、机械制造、机械设计等方向，缩小来说，我们生活生产中所需的电动工具，例如汽车制造、电动机都是要靠自动控制原理才能工作的，加入了机械的设计与制造、自动化机械设备的安装与调试、生产技术与管理等重要知识。

总而言之，自动控制原理虽属于计算机一类的学科，与力学机械学不是一个门类，但是并不能因此就断言自动控制和力学就没有关系，反之，由它们衍伸出的交叉学科更是成为了许多工具应用的重要基础，由力而产生运动和作用，由自动控制而对力的工作流程加以预先设定，这就是自动控制和力学的最重要最核心的关系。

《机械制造技术》是机械制造系列课程中的一门主要专业基础课程，该课程是将原机制专业的四门主要专业课程(即机械制造工艺学,金属切削原理与刀具,金属切削机床及机床夹具设计)，加以改进，融入新科目而完成。

本课程思路是：以工艺为基础,以研究质量、生产和生产率、经济性问题为主线，以产品质量为重点，注重体现当代科学技术的发展，渗透的教学内容和多学科间的知识交叉，注重培养学生科学的实践能力和思维方法，从而提高学生综合运用知识解决实际问题的能力和基础。

该学科自20xx年着手实现整合并在20xx年作为校重点课程建设以来，课程建设小组在课程教学内容、实践性教学环节、教学手段及教材建设等方面进行了改革与实践，并努力探索机械制造技术课程适应现代经济与科技发展的教学规律,改变了以往各门课程教学内容重复，不连贯，学生获取知识不系统，同时使课内学时数大幅度缩减，为了能开设更多的选修课，从而拓宽学生的专业知识创造了有力的条件。

关于未来机械制造业必然以集成化、智能化、信息化、敏捷化为方向，是各国经济实力、人才实力乃至综合国力的综合较量，也是走在世界内领先的科学技术。计算机集成制造是二十一世纪制造企业的主要生产方式，利用包括计算机辅助设计，计算机辅助工程分析和计算机辅助工艺过程设计，数控程序编制等软件技术来辅助生产是一个重要的方式。智能化制造系统可理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，智能系统在制造过程中可以进行许多智能活动，如分析、推理、判断、决策等。为达快速应变能力，虚拟企业的建起是关键技术，核心是虚拟制造技术，并以虚拟制造技术为基础。

引用文献：

《自动控制原理》

《空调自动化控制原理》