招生學院：      信息科學與工程學院          招生專業：     控制科學與工程  

科目名稱：         自動控制原理             

一、考試形式與試卷結構    

（一）試卷滿分值及考試時間

     本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

    （二）答題方式

 答題方式為閉卷、筆試。試卷由試題和答題紙組成；答案必須寫在答題紙（由考點提供）相應的位置上。

（三）試卷內容結構

考試內容主要包括經典控制部分(50%)，現代控制部分(35%)，離散控制部分(15%)。

（四）試卷題型結構

1.計算題（150分），共9～10道。

二、考查目標

課程考試的目的在于測試考生對于控制原理的基本概念、基本理論、基礎方法的掌握情況以及綜合應用的能力。

三、考查范圍或考試內容概要
    第一部分經典控制部分
　　1.自動控制的基本概念
　　開環、閉環系統，控制系統的分類以及判別方法；控制系統的基本要求。
　  2.數學模型
　　物理系統建模；典型環節的數學模型；傳遞函數和方框圖；信號流圖；梅遜公式；不同數學模型的相互轉化。
　　

3.時域分析
　　微分方程的求解方法；控制系統的性能指標與時域分析；主導極點；常規控制器。
　　4.穩定性與穩態誤差
　　穩定的概念；勞斯－赫爾維茨判據的應用；控制系統的型；穩態誤差系統；穩態誤差的計算。

5.根軌跡分析

根軌跡方程；根軌跡繪制方法；廣義根軌跡的繪制方法；根軌跡的性能分析；基于根軌跡的系統補償器的設計。

6.頻率特性分析

頻率特性的定義以及圖形表示；頻率特性函數曲線的繪制方法；利用頻率特性曲線判別穩定性；穩定裕度的定義與計算；基于頻率特性的補償器設計。
　　第二部分現代控制部分
　　1.數學模型
　　狀態空間表達式；模擬結構圖；數學模型的建立。
　　2.狀態空間表達式的解
　　齊次、非齊次方程的解；矩陣指數的定義、計算與性質。
　　3.能控性與能觀性
　　能控性的定義與判別；能觀性的定義與判別；對偶的定義與性質；能控標準型；能觀標準型；結構性分解。

4.穩定性

李亞普諾夫穩定性定義；李亞普諾夫第一法；李亞普諾夫第二法；李亞普諾夫方法的應用。

5.控制綜合

極點配置；鎮定；解耦問題；狀態觀測器；利用狀態觀測器實現狀態反饋。
　　第三部分離散控制部分
　　1.線性離散系統的數學模型和求解
　　差分方程；差分方程的解；Z變換；脈沖傳遞函數；離散系統的狀態空間模型；離散系統的狀態空間模型的解
　　2.離散時間系統的分析與設計
　　離散時間系統的穩定性；基于Z域的分析與設計；基于頻率的分析與設計

四、參考教材或主要參考書：

1.孫優賢、王慧，《自動控制原理》化學工業出版社，2011年；

2.胡壽松，《自動控制原理》（第6版），科學出版社，2013年；

3.劉豹、唐萬生，《現代控制理論》（第3版），機械工業出版社，2011年。