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《自動控制原理》碩士研究生招生初試考試大綱

考試科目：843 自動控制原理

一.總體要求

本課程要求學(xué)生深刻領(lǐng)會控制系統(tǒng)的基本原理，掌握單輸入單輸出、線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的常用分析與綜合方法。能夠建立線性定�？刂葡到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對簡單的線性定常系統(tǒng)能夠分別基于時域分析法、頻率響應(yīng)法和根軌跡法進行分析與綜合。能夠進行采樣控制系統(tǒng)的性能分析。掌握非線性控制系統(tǒng)的基本分析方法。

二.考試范圍、要點以及所占比例

1.自動控制的一般概念(8%)

(1)自動控制的基本概念;開環(huán)、閉環(huán)(反饋)控制系統(tǒng)的原理及特點;

(2)自動控制系統(tǒng)的分類;對自動控制系統(tǒng)的基本要求。

2.控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述(12%)

(1)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及建立方法;非線性數(shù)學(xué)模型的微偏線性化;

(2)傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖;

(3)反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);

(4)控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性及表示法，如頻率特性函數(shù)、伯德(Bode)圖和奈奎斯特(Nyquist)圖。

3. 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析(10%)

(1)穩(wěn)定性的定義;

(2)勞斯判據(jù)，Nyquist判據(jù)，Bode判據(jù);

(3)非最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。

4. 線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的運動分析(35%)

(1)時域分析法：控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，典型信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析，擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析及抑制;控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo);一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析;主導(dǎo)極點和高階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析;閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點分布對動態(tài)響應(yīng)的影響。

(2)根軌跡法：常規(guī)根軌跡及廣義根軌跡(零度根軌跡、參量根軌跡);基于根軌跡圖的系統(tǒng)性能分析與估算;根軌跡法校正。

(3)頻率響應(yīng)法：穩(wěn)定裕度的計算;從開環(huán)頻率特性計算閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能;二階系統(tǒng)時域與頻域性能的對應(yīng)關(guān)系;開環(huán)對數(shù)頻率特性低、中、高頻段特征與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關(guān)系。

5. 線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的校正(15%)

(1)期望開環(huán)對數(shù)頻率特性的設(shè)計(“三頻段”原則);

(2)串聯(lián)校正(超前校正、滯后校正、滯后-超前校正、PID校正);

(3)反饋校正;

(4)復(fù)合控制與前饋校正。

6.采樣控制系統(tǒng)(10%)

(1)采樣控制系統(tǒng)的基本概念與脈沖傳遞函數(shù);

(2)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;

(3)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析;

(4)采樣控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析。

7.非線性控制系統(tǒng)(10%)

(1)非線性系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)描述、分類、特點和常用研究方法;

(2)非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法，自激振蕩的概念及判別;

(3)非線性系統(tǒng)的相平面法。

三.參考書目

1.千博 楊庚辰 過潤秋.自動控制原理(第二版)，西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.10

2.劉丁.自動控制理論(第2版)，北京：機械工業(yè)出版社，2016.08