碩士研究生入學(xué)考試自命題科目考試大綱

科目代碼：851 科目名稱：自動控制原理

一. 考試要求

主要考查學(xué)生對經(jīng)典控制、現(xiàn)代控制和計算機控制基本概念、相關(guān)理論和方法的理解與掌握;考查學(xué)生運用系統(tǒng)建模、分析及控制器設(shè)計相關(guān)方法和手段的能力;考查學(xué)生運用Matlab控制相關(guān)的基本命令進行系統(tǒng)建模、分析和仿真、控制器設(shè)計的能力。

二、考試內(nèi)容

1.經(jīng)典控制

控制的基本概念;簡單電路、機械系統(tǒng)和直流電機的物理建模;物理系統(tǒng)的微分方程及線性化;傳遞函數(shù)、框圖化簡及Mason增益公式;系統(tǒng)的時間響應(yīng)、主導(dǎo)極點及時域性能指標(biāo)計算、直流增益、穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)計算、干擾引起的穩(wěn)態(tài)誤差計算;系統(tǒng)的穩(wěn)定性及勞斯判據(jù);參數(shù)靈敏度函數(shù)計算;180°和0°根軌跡、根軌跡的手工繪制、根軌跡關(guān)鍵特征點計算;系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、Bode幅值圖的手工繪制及簡單傳遞函數(shù)辨識、開環(huán)頻率指標(biāo)與系統(tǒng)動態(tài)性能計算、Nyquist圖手工繪制和Nyquist穩(wěn)定性判據(jù);基于根軌跡的控制器設(shè)計(P、PD、PI、PID、超前和滯后)和前置濾波器設(shè)計，基于頻率指標(biāo)的控制器設(shè)計(超前、滯后、PI)。

2.現(xiàn)代控制

物理系統(tǒng)的連續(xù)(離散)狀態(tài)方程描述、系統(tǒng)的能控性和能觀性、極點配置控制器設(shè)計、狀態(tài)觀測器設(shè)計

3.計算機控制

采樣信號描述、星號拉普拉斯變換及性質(zhì);零階保持器及性質(zhì);Z變換;離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù);混合系統(tǒng)的離散化;離散系統(tǒng)穩(wěn)定性;離散系統(tǒng)直流增益及穩(wěn)態(tài)誤差計算;離散系統(tǒng)的動態(tài)性能;控制器的離散化方法及性質(zhì)(雙線性變換、零極點匹配);簡單系統(tǒng)的最小拍控制器設(shè)計。

4. Matlab控制相關(guān)的基本命令

zpk, tf, ss, frd, feedback, impulse, step, lsim, pzmap, rlocus, bode, margin，nyquist, sisotool, c2d, place(acker)

三、考試形式

考試形式為閉卷、筆試，考試時間為3小時，滿分150分。

題型包括：簡答題(20分)、計算題(80分)、分析設(shè)計題(50分)等。

四、參考書目

1.《現(xiàn)代控制工程》.Katsuhiko Ogata著，盧伯英等譯，電子工業(yè)出版社，2011年,第五版。

2.《自動控制原理》，胡壽松主編，科學(xué)出版社，2019年,第七版。

3.《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》.Richard C. Dorf, Robert H.Bishop著，謝紅衛(wèi)等譯，電子工業(yè)出版社，2015年,第十二版。