820《自動控制原理》考試大綱

    一、考試的基本要求

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

    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.考試內容及要求

    第一部分基本概念

    掌握：根據系統工作原理繪制控制系統方框圖。

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

    第二部分自動控制系統的數學模型

    掌握：系統結構圖的等效變換和簡化；信號流圖的簡化（梅森公式）。

    熟悉：常用函數的拉普拉氏變換，拉普拉氏變換基本性質和定理；線性定常系統的微分方程建立及求解方法；傳遞函數的定義和性質；系統傳遞函數的零點和極點及其對輸出的影響；典型環節的傳遞函數；系統結構圖的組成和繪制；信號流圖的組成和繪制；系統結構圖和信號流圖之間的互相轉換；系統的開環傳遞函數，閉環系統的傳遞函數。

    第三部分自動控制系統的時域分析

    掌握：欠阻尼二階系統的動態性能指標計算；二階系統性能改善方法；勞斯穩定判據（包含特殊情況）及其各種應用；線性系統穩態誤差的計算；擾動作用下穩態誤差的計算；減小或消除穩態誤差的措施。

    熟悉：常用典型輸入信號及其拉氏變換；動態過程和穩態過程、動態性能和穩態性能的基本概念；一階系統的數學模型和時域分析；二階系統的數學模型以及欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼情況下單位階躍響應；高階系統的單位階躍響應；高階系統主導極點的概念；閉環零極點對系統動態性能的影響；線性系統穩定的基本概念；線性系統穩定的充要條件；誤差和穩態誤差的基本概念；系統型別和穩態誤差系數的概念。

    第四部分根軌跡分析法

    掌握：常規根軌跡、參數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；根軌跡和系統性能的關系；閉環零、極點與開環零、極點之間的關系；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極點；附加開環極點、零點的作用；偶極子的概念；高階系統近似為低階系統。

    第五部分頻率特性分析法

    掌握：開環幅相特性曲線繪制；開環對數頻率特性曲線繪制；根據對數頻率特性確定傳遞函數；奈奎斯特穩定性判據及其應用。

    熟悉：頻率特性的基本概念；頻率特性的3種圖形表示方法；典型環節的幅相頻率特性和對數頻率特性；諧振峰值、諧振頻率的概念和計算；對數頻率穩定性判據；剪切頻率、穿越頻率、相角裕度和幅值裕度的概念和計算；開環系統的頻率特性和閉環系統的頻率特性之間的關系；開環對數頻域性能指標和時域性能指標的關系；閉環系統的頻域指標及其與時域指標之間的關系；開環頻域指標和閉環頻域指標之間的關系。

    第六部分控制系統的綜合與校正

    掌握：用頻域法設計超前校正裝置的原理和步驟；用頻域法設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性能的影響。

    熟悉：串聯校正、反饋校正、前饋校正和復合校正的基本概念；幾種基本的控制規律；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分析

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

    熟悉：非線性系統的特征；自振蕩的基本概念；常見非線性特性及其描述函數；描述函數的定義和描述函數應用條件。

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