2021武漢工程大學自動控制原理研究生考試大綱 正文

武漢工程大學2021年碩士研究生入學考試
《自動控制原理》考試大綱
一、 參考教材
1、胡壽松主編. 《自動控制原理》(第六版). 北京：科學出版社，2013.
2、胥布工主編. 《自動控制原理》. 北京：電子工業出版社，2011.
3、劉豹,唐萬生主編. 《現代控制理論》(第3版). 北京：機械工業出版社，2011.
（備注：以1為主，2、3為輔。）
二、 考試形式與試題類型
1、答卷方式：閉卷，筆試；
2、答題時間：180分鐘；
3、滿分：150分；
4、題型：填空題、判斷題、選擇題、簡答題、計算題。
三、 考試內容及要求
考試范圍包括經典控制理論和現代控制理論兩個部分。考生須掌握如下內容：
1、 自動控制的一般概念
1) 自動控制系統的基本概念，負反饋控制的原理；
2) 控制系統的組成與分類；
3) 根據實際系統的工作原理畫控制系統的方塊圖。
2、 控制系統的數學模型
1) 控制系統的建模；
2) 傳遞函數的概念、定義和性質；
3) 控制系統的結構圖，結構圖的等效變換；
4) 控制系統的信號流圖，結構圖與信號流圖間的關系，由梅遜公式求系統的傳遞函數。
3、 線性系統的時域分析
1) 穩定性的概念，系統穩定的充要條件，Routh穩定判據；
2) 穩態性能分析
Ø 穩態誤差的概念，根據定義求取誤差傳遞函數，由終值定理計算穩態誤差，包括給定誤差和擾動誤差的分析與計算；
Ø 系統型別與靜態誤差系數，影響穩態誤差的因素；
3) 動態性能分析
Ø 一階系統特征參數與動態性能指標間的關系；
Ø 典型二階系統的特征參數與性能指標的關系；
Ø 附加閉環零極點對系統動態性能的影響；
Ø 閉環主導極點的概念，用此概念分析高階系統。
4、 線性系統的根軌跡法
1) 根軌跡的概念，根軌跡方程，幅值條件和相角條件；
2) 繪制根軌跡的基本規則；
3) 零度根軌跡：非最小相位系統的根軌跡及正反饋系統的根軌跡的繪制；
4) 等效開環傳遞函數的概念，參數根軌跡；
5) 用根軌跡分析系統的性能。
5、 線性系統的頻域分析
1) 頻率特性的定義，幅頻特性與相頻特性；
2) 用頻率特性的概念分析系統的穩態響應；
3) 頻率特性的幾何表示方法
Ø 典型環節及開環系統幅相頻率特性曲線（又稱奈氏曲線或極坐標圖）的繪制；
Ø 典型環節及開環系統對數頻率特性曲線（Bode圖）的繪制；
Ø 由對數幅頻特性求最小相位系統的開環傳遞函數；
4) 奈奎斯特穩定性判據
Ø 根據奈氏曲線判斷系統的穩定性；
Ø 由對數頻率特性曲線判斷系統的穩定性；
5) 穩定裕量
Ø 當系統穩定時，系統相對穩定性的概念；
Ø 幅值裕量和相角裕量的定義及計算。
6) 頻域指標與時域指標的關系
6、 系統校正
1) 校正的基本概念，校正的方式，常用校正裝置的特性；
2) 根據性能指標的要求，設計校正裝置，用頻率法確定串聯超前校正、滯后校正和滯后-超前校正裝置的參數；
3) 將性能指標轉換為期望開環對數幅頻特性，根據期望特性設計最小相位系統的校正裝置；
4) 了解反饋校正和復合校正的基本思路與方法。
7、 離散系統的分析與校正
1) 離散系統的基本概念，信號采樣與復現；
2) Z變換的定義，Z變換的方法；
3) 離散系統的數學描述，差分方程與脈沖傳遞函數；
4) 離散系統的性能分析
Ø 穩定性分析。離散系統穩定的充要條件，W變換及Routh穩定判據的應用；
Ø 穩態誤差分析。離散系統終值定理的應用，離散系統的型別與靜態誤差系數；
Ø 動態性能分析。離散系統的時間響應，閉環極點與動態性能的關系。
8、 非線性控制系統分析
1) 非線性系統的特點，非線性系統與線性系統的區別與聯系；
2) 相平面分析法、奇點的確定及分類；
3) 用描述函數分析系統的穩定性、自振及有關參數。
9、 線性系統的狀態空間分析與綜合
1) 狀態空間的概念，線性系統的狀態空間描述，狀態方程的解，狀態轉移矩陣及其性質；
2) 線性系統的能控性與能觀性，狀態可控與輸出可控的概念，可控與可觀標準型；
3) 線性定常系統的狀態反饋與狀態觀測器設計。
 

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