五邑大學2021年碩士研究生招生考試

《自動控制原理》考試大綱

一、         基本要求

了解自動控制系統的基本構成，理解自動控制的基本原理，熟悉并掌握線性定?？刂葡到y的數學描述，掌握分析系統動態性能、靜態性能和穩定性的分析方法和工具，初步了解系統校正的一些常用方法，為進一步學習后續課程打下必要的控制理論基礎。

二、         考試范圍

1、控制系統的一般概念

　?。?）基本要求與基本知識點：

　　自動控制技術的發展概況及作用；自動控制的基本方式；自動控制系統的分類；控制系統的基本要求。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理

　　系統控制量，干擾量，反饋等重要概念,掌握開環控制和閉環控制的結構、基本組成及特點等；掌握開環與閉環系統，線性與非線性系統，定常與時變系統等多種分類方法，線性疊加原理；控制系統的基本要求“穩”、“準”、“快”的含義。

（3）重點掌握：自動控制系統的組成，負反饋原理及控制系統的分類等。

2、控制系統數學模型

　?。?）基本要求與基本知識點：

　　控制系統運動方程式；非線性運動方程式的線性化；傳遞函數；控制系統的傳遞函數；控制系統方框圖及其簡化；

　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理

　　一般控制系統微分方程式建立的方法；小偏差線性化的方法及意義；傳遞函數的概念、性質等；對一般控制系統介紹控制量至輸出，干擾量至輸出等傳遞函數的求取方法；控制系統方框圖的繪制步驟及簡化原則；信號流圖的繪制方法及梅森增益公式。

（3）重點掌握：動態微分方程的建立方法，傳遞函數、開、閉環傳遞函數，誤差傳遞函數等概念，方框圖的繪制及簡化等。

3、線性系統的時域分析

　?。?）基本要求與基本知識點：

　　典型輸入信號；一階系統的時域分析；二階系統的時域分析；高階系統的時域分析；線性系統的穩定性與穩定判據；反饋系統的誤差與偏差；反饋系統的穩態誤差及計算。

　　（2）要求掌握的基本概念、理論、原理

　　對線性系統時域分析的一般方法引入典型輸入信號；一階系統定義，時域響應求取及實驗求取系統時間常數的方法；介紹二階系統定義，時域響應求取方法，重點掌握二階系統性能指標的計算；穩定性概念，正確理解Routh判據，并應用它進行穩定性分析和計算；反饋系統誤差、偏差概念及其拉氏變換之間的關系；反饋系統穩態誤差的幾種計算方法。

（3）重點掌握：時域分析方法，穩定性概念及判據，穩態誤差計算及減小消除措施。

4、根軌跡法

　?。?）基本要求與基本知識點：

　　反饋系統的根軌跡；繪制根軌跡的基本原則；典型反饋系統的根軌跡分析

　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理

　　根軌跡的基本概念，根軌跡方程及幅值條件，相角條件等概念；180度根軌跡、0度根軌跡，參量根軌跡等繪制規則；典型反饋系統根軌跡繪制舉例，非最小相位系統概念、根軌跡繪制。

?。?）重點掌握：常規根軌跡的繪制原則，根平面與閉環特征根分布及其系統響應的關系。

5、線性系統的頻域分析

　?。?）基本要求與基本知識點：

　　頻率響應及其描述；典型環節的頻率響應；對數頻率特性；開環系統與閉環系統的頻率響應；Nyquist穩定判據；控制系統的相對穩定性；頻率指標和時域指標間的關系。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理

頻率響應（特性）的定義，物理意義及表示方法；各種典型環節幅頻及相頻特性的計算、特點，并繪制概略Nyquist圖；典型環節的Bode圖繪制，以慣性環節、二階振蕩環節為重點。

6、線性控制系統的校正

　?。?）基本要求與基本知識點：

系統設計問題概述，串聯校正特性及作用：超前、滯后、滯后-超前。校正設計的頻率法。復合校正原理。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理

校正裝置的作用及頻率法的應用。以串聯校正為主，反饋校正為輔。復合校正的應用。

7、線性系統的狀態空間描述及線性定常系統的線性變換

　?。?）基本知識點與要求：狀態變量及狀態空間表達式；狀態空間表達式的狀態變量圖圖；狀態空間表達式的建立；狀態空間表達式的線性變換。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論：狀態變量、狀態空間表達式、狀態變量圖；狀態空間表達式的建立（從系統結構圖、從機理、從數學方程三方面出發）、線性變換。

（3）重點掌握：狀態變量及狀態空間表達式；狀態空間表達式的建立；狀態空間表達式的線性

8、控制系統的狀態空間表達式的解

　?。?）基本要求與基本知識點：線性定常齊次方程的解；狀態轉移陣；線性定常非齊次方程的解。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論：狀態轉移陣；狀態轉移陣的求解、線性定常非齊次方程的解。

（3）重點掌握：狀態轉移陣的求解；線性定常非齊次方程的解。

9、線性控制系統的可控性和可觀性

　?。?）基本要求與基本知識點：可控性定義；線性定常系統的可控性判別；線性連續定常系統的可觀性；對偶關系；可控標準型和可觀標準型；傳遞函數的實現；傳遞函數的零極點對消與系統的可控性和可觀性關系

　?。?）要求掌握的基本概念、理論：可控性、可觀性、可控標準型、可觀標準型；系統的可控性和可觀性判別、可控標準型和可觀標準型求解。

（3）重點掌握：系統的可控性和可觀性判別；可控標準型和可觀標準型求解。

10、線性定常系統的反饋結構及狀態觀測器

　?。?）基本要求與基本知識點：線性反饋控制系統的基本結構和特性；極點配置；狀態觀測器；利用狀態觀測器實現狀態反饋的系統

　　（2）要求掌握的基本概念、理論：線性反饋控制系統的基本結構和特性；極點配置。

（3）重點掌握：線性反饋控制系統的基本結構和特性；極點配置。

11、李雅普諾夫穩定性分析

　?。?）基本要求與基本知識點：穩定性定義；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法；李雅普諾夫方法在線性系統中應用；李雅普諾夫方法在非線性系統中應用。

　?。?）要求掌握的基本概念、理論：穩定性；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法。

　　（3）重點掌握：穩定性的定義；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法

三、         參考書目

胡壽松編，《自動控制原理》[M]. 北京：科學出版社出版，2007.6

高國榮編，《自動控制原理》[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2007