武漢工程大學2020年碩士研究生入學考試

《自動控制原理》考試大綱

一、        參考教材

1、胡壽松主編. 《自動控制原理》(第六版). 北京：科學出版社，2013.

2、胥布工主編. 《自動控制原理》. 北京：電子工業出版社，2011.

3、劉豹,唐萬生主編. 《現代控制理論》(第3版). 北京：機械工業出版社，2011.

（備注：以1為主，2、3為輔。）

二、        考試形式與試題類型

1、答卷方式：閉卷，筆試；

2、答題時間：180分鐘；

3、滿分：150分；

4、題型：填空題、判斷題、選擇題、簡答題、計算題。

三、        考試內容及要求

考試范圍包括經典控制理論和現代控制理論兩個部分?？忌氄莆杖缦聝热荩?/SPAN>

1、  自動控制的一般概念

1)      自動控制系統的基本概念，負反饋控制的原理；

2)      控制系統的組成與分類；

3)      根據實際系統的工作原理畫控制系統的方塊圖。

2、  控制系統的數學模型

1)        控制系統的建模；

2)        傳遞函數的概念、定義和性質；

3)        控制系統的結構圖，結構圖的等效變換；

4)        控制系統的信號流圖，結構圖與信號流圖間的關系，由梅遜公式求系統的傳遞函數。

3、  線性系統的時域分析

1)        穩定性的概念，系統穩定的充要條件，Routh穩定判據；

2)        穩態性能分析

Ø  穩態誤差的概念，根據定義求取誤差傳遞函數，由終值定理計算穩態誤差，包括給定誤差和擾動誤差的分析與計算；

Ø  系統型別與靜態誤差系數，影響穩態誤差的因素；

3)        動態性能分析

Ø  一階系統特征參數與動態性能指標間的關系；

Ø  典型二階系統的特征參數與性能指標的關系；

Ø  附加閉環零極點對系統動態性能的影響；

Ø  閉環主導極點的概念，用此概念分析高階系統。

4、  線性系統的根軌跡法

1)        根軌跡的概念，根軌跡方程，幅值條件和相角條件；

2)        繪制根軌跡的基本規則；

3)        零度根軌跡：非最小相位系統的根軌跡及正反饋系統的根軌跡的繪制；

4)        等效開環傳遞函數的概念，參數根軌跡；

5)        用根軌跡分析系統的性能。

5、  線性系統的頻域分析

1)        頻率特性的定義，幅頻特性與相頻特性；

2)        用頻率特性的概念分析系統的穩態響應；

3)        頻率特性的幾何表示方法

Ø  典型環節及開環系統幅相頻率特性曲線（又稱奈氏曲線或極坐標圖）的繪制；

Ø  典型環節及開環系統對數頻率特性曲線（Bode圖）的繪制；

Ø  由對數幅頻特性求最小相位系統的開環傳遞函數；

4)        奈奎斯特穩定性判據

Ø  根據奈氏曲線判斷系統的穩定性；

Ø  由對數頻率特性曲線判斷系統的穩定性；

5)        穩定裕量

Ø  當系統穩定時，系統相對穩定性的概念；

Ø  幅值裕量和相角裕量的定義及計算。

6)        頻域指標與時域指標的關系

6、  系統校正

1)      校正的基本概念，校正的方式，常用校正裝置的特性；

2)      根據性能指標的要求，設計校正裝置，用頻率法確定串聯超前校正、滯后校正和滯后-超前校正裝置的參數；

3)      將性能指標轉換為期望開環對數幅頻特性，根據期望特性設計最小相位系統的校正裝置；

4)      了解反饋校正和復合校正的基本思路與方法。

7、  離散系統的分析與校正

1)        離散系統的基本概念，信號采樣與復現；

2)        Z變換的定義，Z變換的方法；

3)        離散系統的數學描述，差分方程與脈沖傳遞函數；

4)        離散系統的性能分析

Ø  穩定性分析。離散系統穩定的充要條件，W變換及Routh穩定判據的應用；

Ø  穩態誤差分析。離散系統終值定理的應用，離散系統的型別與靜態誤差系數；

Ø  動態性能分析。離散系統的時間響應，閉環極點與動態性能的關系。

8、  非線性控制系統分析

1)      非線性系統的特點，非線性系統與線性系統的區別與聯系；

2)      相平面分析法、奇點的確定及分類；

3)      用描述函數分析系統的穩定性、自振及有關參數。

9、  線性系統的狀態空間分析與綜合

1)      狀態空間的概念，線性系統的狀態空間描述，狀態方程的解，狀態轉移矩陣及其性質；

2)      線性系統的能控性與能觀性，狀態可控與輸出可控的概念，可控與可觀標準型；