971机械工程专业综合考试大纲（2009版）

注：报考机械工程专业 [工业测控与无损检测技术]研究方向的考生 不得 选本组试题。详见972考试大纲。

 

一、考试组成

971机械工程专业综合（1）共分三部分：理论力学（动力学）、机械原理和自动控制原理，各占试卷总量的三分之一，满分各为50分。

 

二、理论力学（动力学）部分的考试大纲

（一）参考教材

1．《动力学》（第2版）1-7章  谢传锋主编，高等教育出版社

（二）主要内容及基本要求

1. 质点动力学

⑴ 质点运动学（在直角坐标系和自然轴系下描述、点的复合运动）

⑵ 质点动力学方程（在惯性系和非惯性系中表示）、

⑶ 点的复合运动

初步掌握上述内容的概念、分析的基本方法和思路。

2. 质点系动力学

⑴ 动量定理

⑵ 变质量质点动力学基本方程

⑶ 对定点和动点的动量矩定理

⑷ 动能定理

掌握上述内容的定理、基本方程，特别是各种问题的分析方法。

3. 刚体动力学I、动静法

⑴ 刚体平面运动的运动学和动力学

⑵ 达朗贝尔原理（惯性力的简化、动静法、动平衡与静平衡）

4. 刚体动力学II、拉格朗日方程

⑴ 拉格朗日方程

⑵ 动力学普遍方程

⑶ 动力学II（刚体的定点运动与一般运动的运动学与动力学）

5. 振动基础

⑴ 单自由度系统的振动

在掌握必要的基础知识外，重点是能够有建立力学、数学模型及提出问题和分析解决问题的能力，掌握定性分析和定量分析的方法。

 

三、机械原理部分的考试大纲

（一）参考教材

1．机械设计基础（下册）第17—24章吴瑞祥等主编，北京航空航天大学出版社

或«机械原理教程»             申永胜        清华大学出版社

（二）考试内容及基本要求

本考试内容的章节是依据参考教材[1]编制的，参考教材[2]的内容与此基本相同，只是章节编号有所差异。

第17章  机构的组成和结构

17.1 机构的组成

17.2 机构运动简图及其绘制

17.3 构件的自由度与运动副的约束

17.4 平面运动链的自由度及其计算及自由度计算时应注意的事项

17.5 运动链成为机构的条件

17.6 机构的组成原理与结构

了解机构的组成要素，掌握机构运动简图的绘制方法。熟练掌握平面机构的自由度计算及其自由度计算时应注意的事项，清楚运动链成为机构的条件，了解机构的组成原理和结构分析的方法。

第18章 连杆机构

18.1 平面连杆机构的类型

18.2 平面连杆机构的工作特性

18.3 平面连杆机构的运动分析

18.4 平面连杆机构的设计

熟练掌握平面连杆机构的工作特性（曲柄存在条件、急回特性、死点位置、传力特性等），会运用图解法和解析法进行机构的运动分析。熟练掌握各种连杆机构（刚体导引机构、急回机构、函数机构等）的设计。

第19章 凸轮机构

19.1 凸轮机构的组成和类型

19.2 从动件常用的运动规律

19.3 凸轮廓线的设计

19.4 凸轮机构基本尺寸的设计

了解凸轮机构的组成和类型，了解从动件常用的运动规律的特性和应用场合，会运用反转法设计凸轮的轮廓曲线。了解凸轮机构的基本尺寸的确定要求。

第20章 齿轮机构

20.1 齿轮机构的类型

20.2 齿廓啮合基本定律

20.3 渐开线齿廓

20.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算

20.5 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动

20.6 渐开线齿轮的加工

20.7 渐开线变位齿轮

20.8 斜齿圆柱齿轮

20.9 圆锥齿轮

重点熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算和渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（正确啮合条件、标准中心矩、实际中心矩、连续传动条件等）。了解渐开线齿轮的加工原理和传动的特点，初步了解斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的传动特点。

第21章 轮系

21.1 轮系的类型

21.2 轮系的传动比计算

能熟练计算出混合轮系的传动比。

第22章 间歇运动机构

22.1 棘轮机构

22.2 槽轮机构

22.3 不完全齿轮机构

22.4 不完全摆线针轮机构

初步了解各种间歇机构的组成与传动特点。

第23章 机构系统运动简图设计

23.1机构系统运动简图设计的任务与步骤

23.2 机构及机构系统设计的创新途径

23.3 组合机构

23.4 机构选型及机构系统运动方案设计

23.5 机构系统运动循环图

初步了解机构运动简图设计的任务和步骤，了解机构及机构系统设计的创新途径，了解组合机构的类型，了解机构的选型原则及机构系统运动方案设计的方法，了解机构系统运动循环图的绘制方法。

第24章 机械系统动力学

24.1 概述

24.2 机械的等效动力学模型

24.3 机械运动方程式的建立与求解

24.4 机械的速度波动及其调节方法

熟练掌握机械的等效动力学建立方法，会运用图解计算法求解等效力矩为机构位置函数时的机械真实运动，掌握机构速度波动的调节方法。

 

四、自动控制原理部分的考试大纲

（一）参考教材

1．《自动控制原理》1-6章  胡寿松主编，科学出版社

或《自动控制原理》1-6章  孙虎章主编，中央广播电视大学出版社

（二）考试内容及基本要求

第一章 控制系统的一般概念

⑴ 控制系统的任务

⑵ 控制系统基本方式

⑶ 控制系统性能要求

了解控制系统的一般概念，包括任务、要求和基本控制方式；了解对控制系统的性能要求，初步掌握分析控制系统的基本方法和思路。

第二章 控制系统的数学模型

⑴ 列写微分方程的一般方法

⑵ 传递函数

⑶ 动态结构图和典型环节

⑷ 结构图的等效变换

⑸ 系统传递函数

掌握控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数和动态结构图的建立方法。熟练掌握拉普拉斯变换及其基本法则。熟练掌握结构图的等效变换和梅逊公式；能够建立工程系统，特别是机电相结合控制系统的数学模型。掌握各种典型环节的数学表示，并了解其功能与作用。

第三章 时域分析法

⑴ 典型响应及性能指标

⑵ 一阶系统分析

⑶ 二阶系统分析

⑷ 系统稳定性分析

⑸ 系统稳态误差分析

掌握典型输入和典型响应的特性。熟练掌握一、二阶系统时域响应特性的分析方法。掌握系统稳定性的概念，会熟练运用代数稳定判据判断系统的稳定性。掌握误差及稳态误差的概念，学会分析典型输入信号作用下控制系统稳态误差的方法，熟练掌握计算系统在给定输入信号作用下的稳态误差的方法。

第四章 根轨迹

⑴ 根轨迹及根轨迹方程

⑵ 绘制根轨迹的基本规则

⑶ 闭环零、极点分布与系统阶跃响应的关系

⑷ 系统阶跃响应的根轨迹分析

理解根轨迹的定义，能够熟练运用绘制负反馈系统闭环根轨迹的十条法则绘制闭环系统的根轨迹。掌握闭环主导极点和偶极子的概念。会用根轨迹法分析系统的动态响应特性。了解用根轨迹法校正控制系统的方法。

第五章 频域分析法

⑴ 频率特性

⑵ 典型环节的频率特性

⑶ 系统开环频率特性

⑷ 奈奎斯特稳定判据和对数频率判据

⑸ 开环频率特性与系统阶跃响应的关系

掌握频率特性的基本概念，包括数学本质、物理意义和表示方法。掌握典型环节的频率特性；熟练掌握闭环系统开环频率特性曲线的绘制方法，包括乃奎斯特图和伯德图。掌握用乃奎斯特稳定判据判断系统稳定性的方法。掌握闭环系统稳定裕度的计算方法。掌握控制系统的三频段分析方法。

第六章 控制系统的校正

⑴ 系统的设计与校正问题

⑵ 串联校正

⑶ 反馈校正

⑷ 复合校正

了解控制系统设计与校正的基本问题，包括受控对象、性能指标、控制元件和控制对象；掌握系统校正的基本方法，包括串联校正、反馈校正和复合校正。会运用串联校正、反馈校正和复合校正方法对给定系统进行校正。