大連交通大學2021年碩士研究生招生考試初試考試大綱

科目代碼：807

科目名稱：自動控制原理

適用專業：控制科學與工程、控制工程

考試時間：3小時

考試方式：筆試

總　　分：150分

考試范圍：

       本專業入學初試考試范圍以經典自動控制理論為主，不包含現代控制理論部分，主要內容為：

    1．自動控制系統的基本概念

    （1）明確自動控制的任務，理解受控對象，被控量、控制裝置和自動控制系統等概念。

    （2）理解和掌握開環控制、閉環控制與復合控制的原理、結構及特點。了解系統的分類。

    （3）掌握由系統工作原理圖繪制原理方塊圖的方法，并能判別系統的控制方式。

    （4）明確對自動控制系統的性能要求。

    2．自動控制系統的數學模型

    （1）了解動態微分方程建立的一般方法。熟練掌握利用拉氏變換求解微分方程的方法。

    （2）理解傳遞函數的定義、性質和意義。掌握典型環節的傳遞函數。

    （3）熟練掌握常用無源、有源電路及其所組成的系統的傳遞函數的求取方法。

    （4）熟練掌握動態結構圖或信號流圖的繪制，熟練掌握通過結構圖等效變換或用梅遜公式求取系統的傳遞函數的方法。

（5）理解系統的開環傳遞函數、閉環傳遞函數、對給定和對干擾的傳遞函數、誤差傳遞函數等概念，并能熟練求取。

（6）會由（一、二階）系統的響應曲線求系統的傳遞函數。

    3．自動控制系統的時域分析法

    （1）會求系統的單位階躍響應、單位脈沖響應。

    （2）理解系統的單位階躍響應的性能指標（δ%， ）、穩定性、系統的型別、靜態誤差系數和動態誤差系數等概念、明確線性定常系統多輸入響應的迭加性。

    （3）牢固掌握一階系統與二階系統的數學模型和單位階躍響應的特點，并能熟練計算一階系統與欠阻尼二階系統的性能指標和結構參數，并能繪制其相應曲線。

    （4）熟練掌握勞斯穩定判據，判別系統的穩定性和進行參數分析計算。

    （5）理解穩態誤差的定義及誤差的規律，并能熟練掌握給定與干擾穩態誤差的計算方法。

（6）掌握改善系統穩定性、消除穩態誤差的方法。

    4．根軌跡法

    （1）掌握開環根軌跡放大系數 變化時系統根軌跡的繪制方法。理解和熟記根軌跡繪制法則，會利用幅值方程求特定的開環放大系數 的值。

    （2）掌握閉環零、極點的分布和系統階躍響應的關系，并能結合根軌跡分析系統的性能。

    （3）掌握廣義根軌跡、零度根軌跡繪制的方法。   

    5．頻率法

    （1）會求系統在正弦（或余弦）輸入下的穩態響應。

    （2）熟記典型環節的奈氏圖、波德圖及其特征點。

    （3）熟練掌握由系統的開環傳遞函數繪制奈氏圖與波德圖的方法。

    （4）熟練掌握最小相位系統由對數幅頻特性漸近線求傳遞函數方法。

    （5）熟練掌握由開環幅相頻率特性或開環對數頻率特性判別閉環系統的穩定性的方法。

    （6）理解截止頻率 、相角裕量 、幅值裕量以及三頻段等概念，計算穩定裕量。

    6．控制系統的校正與綜合用頻率法設計系統

    （1）熟練掌握典型的無源及有源超前、滯后、滯后-超前校正裝置。

    （2）掌握超前、滯后、滯后-超前串聯校正的特點及其對系統的作用。

    （3）重點掌握超前、滯后串聯校正方法。

（4）掌握反饋校正的功能及校正方法。

（5）理解前饋校正方法。

    7．非線性系統

    （1）理解諧波線性化的條件及描述函數概念。

（2）了解描述函數建立的一般方法及典型非線性函數的負倒特性的特點。

（3）重點掌握在給定系統線性部分傳遞函數與非線性部分描述函數，用描述函數法計算系統的自振參數及判別系統穩定性的方法。

    （4）掌握非線性系統結構圖的簡化方法

（5）明了相軌跡的走向、相平面的區分、起始點、奇點與漸近線等。

（6）掌握繪制系統的相軌跡的方法。

    8．采樣控制系統

    （1）了解理想采樣信號數學描述法，并熟記采樣定理。

    （2）了解零保持器的原理，掌握其傳遞函數。

    （3）理解Z變換的定義，熟悉Z變換的基本定理，掌握Z變換和Z反變換的常用的方法，掌握線性常系數差分方程的求解方法。

    （4）理解脈沖傳遞函數的定義，熟練掌握由系統的動態結構圖求系統的脈沖傳遞函數的方法。

    （5）掌握采樣系統的時域分析。熟悉用z變換求系統的單位階躍響應，熟悉采樣系統穩定的分析方法，熟悉采樣時刻穩態誤差的計算方法。理解S平面與Z平面的對應關系。

（6）了解采樣系統的頻域分析。