长沙理工大学

科目代码：F0301   科目名称：机械制造与控制工程

1、考试要求

本课程主要考察考生掌握的机械制造相关技术及理论基础、经典控制理论的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程设计方法，以及运用其分析解决机械工程相关问题的能力。

考试需携带不具有通讯与存储功能的计算器。

2、考试内容

考试内包含机械制造技术基础和机械控制工程基础两门课程，占比各50%。

2.1机械制造技术基础

（1）铸造：铸造概述、铸造工艺基础、砂型铸造、特种铸造、铸造合金种类及特点。

（2）压力加工：金属压力加工概述、锻造、冲压、其他塑性加工方法。

（3）焊接：焊接概述、电弧焊、其他焊接方法、常用金属材料的焊接、焊接结构设计。

（4）金属切削原理： 切削运动及切削用量，刀具切削部分的几何参数，金属切削过程，切削力，切削热与切削温度，刀具磨损与耐用度，金属切削基本规律的应用。

（5）机床、刀具与加工方法：金属切削机床的分类、型号和主要技术参数， 工件表面成形方法与机床运动分析，车床与刀具，孔加工机床与刀具， 刨床与插床、铣床与铣刀，磨床与砂轮、齿轮加工机床与齿轮刀具。

（6）工艺规程设计：零件制造的工艺过程，工艺规程的作用及设计步骤， 六点定位原理及定位基准的选择、定位误差计算，工艺路线的拟定，加工余量的确定，尺寸链和工序尺寸的确定、机器装配工艺基础。

（7）机械加工质量分析及其控制：机械加工精度的基本概念，影响机械加工精度的因素，机械加工表面质量。

2.2 机械控制工程

（1）绪论。机械控制系统基本概念；反馈控制原理及组成；控制系统分类及基本性能要求；绘制控制系统框图。

（2）控制系统数学模型。掌握控制系统数学模型的概念、建模方法，学会方框表示法及其等效变换；列写运动方程，拉氏变换及反变换，传递函数，结构图表示及等效变换、化简。电气系统、机械系统建模。

（3）控制系统时域分析。了解时间响应的组成、运用系统特征根分析系统稳定性。了解一阶系统对典型输入信号的响应特点。掌握典型二阶系统的特点，单位脉冲响应、单位阶跃响应曲线及意义。能够求解二阶系统性能指标。掌握系统稳态误差的概念及求解方法。

（4）控制系统频域分析。掌握系统频域特性基本概念，熟练绘制系统的极坐标图和Bode图，掌握频域分析方法，根据开环性能分析系统特性。频率特性函数，频率特性函数的图像，基本单元的频率特性图，复杂频率特性Bode的绘制。了解最小相位系统与非最小相位系统的概念特点。

（5）系统稳定性。掌握稳定性概念、系统稳定的条件。掌握劳斯判据、Nyquist判据、Bode判据、相位裕度及幅值裕度的概念。运用劳斯判据、Nyquist判据判断系统稳定性及极点的 分布情况。运用Bode判据判断系统的稳定性，求取系统的相位裕度和幅值裕度。

（6）控制系统校正。掌握系统校正设计的概念及根据期望特性进行系统校正的设计方法。期望频率特性的分析和设计，串联校正函数及设计，PID控制算法原理。

3、题型

试卷满分为100分，题型包括：选择题题20分、简答题20分、计算题30分、综合分析题30分。

4、参考教材

[1] 冯之敬，制造工程与技术原理[M]，北京：清华大学出版社，2019

[2] 王显正，莫锦秋，王昶永．控制理论基础(第三版) [M]．北京：科学出版社，2018