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南京信息工程大學(xué)2018年碩士研究生招生入學(xué)考試考試大綱

考試科目代碼：817

考試科目名稱：自動控制原理

第一部分 課程目標(biāo)與基本要求

一、課程目標(biāo)

本課程為控制系統(tǒng)提供了數(shù)學(xué)模型的建立、性能分析和系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。要求考生掌握自動控制系統(tǒng)的基本理論知識和基本分析計算方法，強調(diào)基礎(chǔ)性和綜合性。注重測試考生對相關(guān)的基本概念、理論和分析方法的理解，以及運用基本概念、基本原理，靈活分析和解決實際問題的能力。

二、基本要求

考試內(nèi)容包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論。要求理解、掌握：控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)和信號流圖等數(shù)學(xué)模型的建立;系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能的時域分析;根軌跡法;頻域法;系統(tǒng)串聯(lián)校正的設(shè)計方法;線性離散系統(tǒng)的分析;系統(tǒng)狀態(tài)空間建模及其求解;系統(tǒng)可控性和可觀測性;線性定常系統(tǒng)狀態(tài)反饋及觀測器設(shè)計;李雅普諾夫穩(wěn)定性理論。

第二部分 課程內(nèi)容與考核目標(biāo)

(1)自動控制的一般概念

1.掌握基本控制方式：開環(huán)、閉環(huán)(反饋)控制;

2.明確自動控制的性能要求：穩(wěn)、快、準;

3.熟悉反饋控制原理與動態(tài)過程的概念，以及建立原理方塊圖的方法。

(2)數(shù)學(xué)模型

1.掌握動態(tài)方程建立及線性化方法;

2.熟練掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換方法;

3.掌握梅遜公式及應(yīng)用;

4.熟悉典型環(huán)節(jié)。

(3)時域分析法

1.掌握一、二階系統(tǒng)的分析與計算(不要求記公式，典型響應(yīng)以階躍響應(yīng)為主);

2.熟練掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計算：勞思、赫爾維茨判據(jù);

3.了解結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)影響的一般規(guī)律;穩(wěn)態(tài)誤差的計算及一般規(guī)律。

(4)根軌跡法

1.熟悉根軌跡的概念與根軌跡方程;

2.熟練掌握根軌跡的繪制法則;

3.了解廣義根軌跡的概念與繪制方法;

4.掌握零、極點分布與階躍響應(yīng)性能的關(guān)系;

5.理解主導(dǎo)極點與偶極子的概念。

(5)頻率響應(yīng)法

1.熟悉線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)、系統(tǒng)開環(huán)的頻率響應(yīng);

2.熟練掌握頻域性能指標(biāo)、環(huán)節(jié)和系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線的繪制、Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和對數(shù)頻 率穩(wěn)定判據(jù)的運用以及穩(wěn)定裕度的計算;

3.了解信號的頻譜，閉環(huán)幅頻與階躍響應(yīng)的關(guān)系，峰值及頻寬的概念，開環(huán)頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)的關(guān)系;

4.掌握三頻段(低頻段，中頻段和高頻段)的分析方法;

5.明確最小相位和非最小相位的差別。

(6)線性系統(tǒng)的校正方法

1.理解系統(tǒng)設(shè)計問題概述，串聯(lián)校正特性及作用：超前、滯后及PID;

2.掌握校正設(shè)計的頻率法;

3.熟悉反饋校正的作用及計算要點。

(7)線性離散系統(tǒng)的分析

1.理解離散系統(tǒng)的基本概念;香農(nóng)采樣定理;Z變換定理;

2.掌握離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：差分方程和脈沖傳遞函數(shù);

3.掌握離散系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法及穩(wěn)定性判據(jù);

4.了解離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差及動態(tài)性能分析。

(8)線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合

1.理解狀態(tài)空間分析法的基本概念，掌握狀態(tài)空間表達式的建立及求解方法;

2.掌握線性系統(tǒng)可控性與可觀性的基本概念及判據(jù);熟悉可控標(biāo)準型與可觀標(biāo)準型;

3.理解線性系統(tǒng)規(guī)范分解的作用與意義，了解規(guī)范分解的一般方法;

4.掌握線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋極點配置及狀態(tài)觀測器設(shè)計;

5.熟悉李雅普洛夫意義穩(wěn)定性的基本概念及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析。

第三部分 有關(guān)說明與實施要求

1.考試目標(biāo)的能力層次的表述

本課程對各考點的能力要求一般分為三個層次用相關(guān)詞語描述：

較低要求——了解、明確;

一般要求——理解、熟悉;

較高要求——掌握、應(yīng)用。

2.命題考試的若干規(guī)定

(1)本課程的命題考試根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容來確定。試卷兼顧覆蓋面、能力層次、內(nèi)容、難易程度。

(2)試題主要題型有：填空題、計算題，主要以計算題為主。

(3)考試方式為閉卷筆試。考試時間為180分鐘。試題要有一定的區(qū)分度，難易程度要適當(dāng)，試卷中對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解(明確)”占15%，“理解(熟悉)”占45%，“掌握(應(yīng)用)”占40%。一般應(yīng)使本學(xué)科、專業(yè)本科畢業(yè)的優(yōu)秀考生能取得及格以上成績。