820《自動控制原理》考試大綱

    一、考試的基本要求

    要求學生在較系統(tǒng)地理解與掌握自動控制基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上，熟悉線性定常系統(tǒng)數(shù)學模型的建立與轉(zhuǎn)換方法，掌握線性系統(tǒng)的主要分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻率特性法，以及線性系統(tǒng)的校正方法。此外還要求掌握非線性系統(tǒng)的分析方法——描述函數(shù)法。

    二、考試方法和考試時間

    碩士研究生入學控制原理考試為筆試，總分150，考試時間為3小時。

    三、參考書

    《自動控制原理基礎(chǔ)教程》胡壽松主編（第四版），科學出版社，2017年

    或《自動控制原理》胡壽松主編（第六版），科學出版社，2013年

    四、試題類型

    主要包括選擇題、填空題、簡答題、計算題等。

    五.考試內(nèi)容及要求

    第一部分基本概念

    掌握：根據(jù)系統(tǒng)工作原理繪制控制系統(tǒng)方框圖。

    熟悉：自動控制系統(tǒng)的基本概念；反饋控制系統(tǒng)的基本工作原理及基本構(gòu)成；自動控制系統(tǒng)的基本控制方式；自動控制系統(tǒng)的分類；自動控制系統(tǒng)的基本要求。

    第二部分自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

    掌握：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的等效變換和簡化；信號流圖的簡化（梅森公式）。

    熟悉：常用函數(shù)的拉普拉氏變換，拉普拉氏變換基本性質(zhì)和定理；線性定常系統(tǒng)的微分方程建立及求解方法；傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)；系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零點和極點及其對輸出的影響；典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的組成和繪制；信號流圖的組成和繪制；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和信號流圖之間的互相轉(zhuǎn)換；系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

    第三部分自動控制系統(tǒng)的時域分析

    掌握：欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標計算；二階系統(tǒng)性能改善方法；勞斯穩(wěn)定判據(jù)（包含特殊情況）及其各種應(yīng)用；線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算；擾動作用下穩(wěn)態(tài)誤差的計算；減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。

    熟悉：常用典型輸入信號及其拉氏變換；動態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的基本概念；一階系統(tǒng)的數(shù)學模型和時域分析；二階系統(tǒng)的數(shù)學模型以及欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼情況下單位階躍響應(yīng)；高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)；高階系統(tǒng)主導極點的概念；閉環(huán)零極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；線性系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念；線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件；誤差和穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念；系統(tǒng)型別和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的概念。

    第四部分根軌跡分析法

    掌握：常規(guī)根軌跡、參數(shù)根軌跡和正反饋回路根軌跡（零度根軌跡）的繪制；利用根軌跡對系統(tǒng)性能進行定性分析。

    熟悉：根軌跡法的基本概念；根軌跡和系統(tǒng)性能的關(guān)系；閉環(huán)零、極點與開環(huán)零、極點之間的關(guān)系；根軌跡方程、相角方程和模值方程的概念；給定根軌跡增益的情況下確定閉環(huán)極點；附加開環(huán)極點、零點的作用；偶極子的概念；高階系統(tǒng)近似為低階系統(tǒng)。

    第五部分頻率特性分析法

    掌握：開環(huán)幅相特性曲線繪制；開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線繪制；根據(jù)對數(shù)頻率特性確定傳遞函數(shù)；奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)及其應(yīng)用。

    熟悉：頻率特性的基本概念；頻率特性的3種圖形表示方法；典型環(huán)節(jié)的幅相頻率特性和對數(shù)頻率特性；諧振峰值、諧振頻率的概念和計算；對數(shù)頻率穩(wěn)定性判據(jù)；剪切頻率、穿越頻率、相角裕度和幅值裕度的概念和計算；開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性和閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性之間的關(guān)系；開環(huán)對數(shù)頻域性能指標和時域性能指標的關(guān)系；閉環(huán)系統(tǒng)的頻域指標及其與時域指標之間的關(guān)系；開環(huán)頻域指標和閉環(huán)頻域指標之間的關(guān)系。

    第六部分控制系統(tǒng)的綜合與校正

    掌握：用頻域法設(shè)計超前校正裝置的原理和步驟；用頻域法設(shè)計滯后校正裝置的原理和步驟；超前校正裝置和滯后校正裝置對系統(tǒng)性能的影響。

    熟悉：串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復(fù)合校正的基本概念；幾種基本的控制規(guī)律；無源超前校正、無源滯后校正裝置及其頻率特性。

    第七部分非線性系統(tǒng)分析

    掌握：用描述函數(shù)分析法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及是否存在自振蕩（其頻率和振幅）。

    熟悉：非線性系統(tǒng)的特征；自振蕩的基本概念；常見非線性特性及其描述函數(shù)；描述函數(shù)的定義和描述函數(shù)應(yīng)用條件。

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