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浙江理工大學2022年碩士學位研究生招生考試業(yè)務課考試大綱

考試科目：自動控制理論 代碼：951

考試基本要求

考查考生掌握線性控制系統(tǒng)的建模、分析與設計理論及相關領域的基本理論和方法。

考試基本內容

線性系統(tǒng)的數(shù)學模型(20%)，線性控制系統(tǒng)的性能分析(50%)，線性控制系統(tǒng)的設計(30%)

第一部分：線性系統(tǒng)的數(shù)學模型

考查目標

l 理解自動控制系統(tǒng)的基本概念，掌握自動控制系統(tǒng)的基本組成部分。

l 能夠判斷自動控制系統(tǒng)的類型，能夠理論聯(lián)系實際結合生活中的實際例子掌握自動控制系統(tǒng)的原理與應用。

l 掌握線性系統(tǒng)的輸入輸出時間函數(shù)描述，傳遞函數(shù)的概念與求法，掌握結構圖等效變換方法和梅森公式求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

l 掌握狀態(tài)空間模型的機理建模方法，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型之間的相互轉換。

考試內容

一、 自動控制系統(tǒng)

(一)開環(huán)控制和閉環(huán)控制方式

(二)自動控制系統(tǒng)的類型

(三)自動控制理論概要

(四)自動控制系統(tǒng)中的術語和定義

二、 線性系統(tǒng)的數(shù)學模型

(一)線性系統(tǒng)的輸入-輸出時間函數(shù)描述

(二)線性系統(tǒng)的輸入-輸出傳遞函數(shù)描述

(三)典型環(huán)節(jié)的數(shù)學模型

(四)框圖及其化簡方法

(五)信號流程圖及其化簡

(六)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型及其機理建模方法

(七)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型之間的相互轉換

第二部分：線性控制系統(tǒng)的性能分析

考查目標

l 了解線性系統(tǒng)的時間響應求解方法，掌握一階和二階系統(tǒng)對典型輸入信號的時間響應分析，高階系統(tǒng)的時域響應近似。

l 能夠繪制線性定常系統(tǒng)的常規(guī)根軌跡和參數(shù)根軌跡。

l 掌握控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差求取，控制系統(tǒng)的時域暫態(tài)性能指標、線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。

l 掌握線性系統(tǒng)的運動分析，線性系統(tǒng)的能控性和能觀性，線性系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析。

考試內容

一、線性控制系統(tǒng)的時域分析

(一)典型輸入信號與線性定常系統(tǒng)的時域響應

(二)控制系統(tǒng)時域響應的性能指標

(三)一階和二階以及高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應

(四)線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性

(五)勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)

(六)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差

二、線性系統(tǒng)的根軌跡分析

(一)根軌跡的基本概念

(二)繪制根軌跡的基本條件和基本規(guī)則

(三)參數(shù)根軌跡

(四)利用根軌跡分析系統(tǒng)的性能

三、線性系統(tǒng)的頻域分析

(一)頻率特性

(二)典型環(huán)節(jié)的頻率特性

(三)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

(四)奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性

(五)系統(tǒng)的頻率特性及頻域性能指標

四、基于狀態(tài)空間模型的性能分析

(一)線性系統(tǒng)的運動分析

(二)線性系統(tǒng)的能控性

(三)線性系統(tǒng)的能觀性

(四)線性系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析

第三部分：線性控制系統(tǒng)的設計

考查目標

l 了解線性系統(tǒng)的各種校正方法，掌握線性系統(tǒng)的基本超前滯后校正控制規(guī)律。

l 能夠根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性和要求的性能指標給出串聯(lián)校正裝置的選擇。

l 掌握PID控制規(guī)律及其應用場合。

l 掌握基于狀態(tài)空間模型的控制器設計方法。

考試內容

(一)線性系統(tǒng)校正的概念

(二)線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律

(三)常用校正裝置及其特性

(四)校正裝置設計的方法和依據(jù)

(五)串聯(lián)校正的設計

(六)線性系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器設計和狀態(tài)觀測器設計

參考書

《自動控制理論》，夏德鈐，翁貽方編著，機械工業(yè)出版社(第四版)，ISBN： 9787111396970，出版時間：2013.2

《現(xiàn)代控制理論》，俞立編著，清華大學出版社，ISBN： 9787302146575，出版時間：2007.4