武漢工程大學(xué)2021年碩士研究生入學(xué)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(xué)出版社，2013.
2、胥布工主編. 《自動控制原理》. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.
3、劉豹,唐萬生主編. 《現(xiàn)代控制理論》(第3版). 北京：機(jī)械工業(yè)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(jì)算題。
三、考試內(nèi)容及要求
考試范圍包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩個部分。考生須掌握如下內(nèi)容：
1、自動控制的一般概念
1)自動控制系統(tǒng)的基本概念，負(fù)反饋控制的原理；
2)控制系統(tǒng)的組成與分類；
3)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的工作原理畫控制系統(tǒng)的方塊圖。
2、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1)控制系統(tǒng)的建模；
2)傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；
3)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)圖的等效變換；
4)控制系統(tǒng)的信號流圖，結(jié)構(gòu)圖與信號流圖間的關(guān)系，由梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
3、線性系統(tǒng)的時域分析
1)穩(wěn)定性的概念，系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，Routh穩(wěn)定判據(jù)；
2)穩(wěn)態(tài)性能分析
?穩(wěn)態(tài)誤差的概念，根據(jù)定義求取誤差傳遞函數(shù)，由終值定理計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差，包括給定誤差和擾動誤差的分析與計(jì)算；
?系統(tǒng)型別與靜態(tài)誤差系數(shù)，影響穩(wěn)態(tài)誤差的因素；
3)動態(tài)性能分析
?一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動態(tài)性能指標(biāo)間的關(guān)系；
?典型二階系統(tǒng)的特征參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系；
?附加閉環(huán)零極點(diǎn)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響；
?閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念，用此概念分析高階系統(tǒng)。
4、線性系統(tǒng)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(guī)則；
3)零度根軌跡：非最小相位系統(tǒng)的根軌跡及正反饋系統(tǒng)的根軌跡的繪制；
4)等效開環(huán)傳遞函數(shù)的概念，參數(shù)根軌跡；
5)用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
5、線性系統(tǒng)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(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；
3)頻率特性的幾何表示方法
?典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)幅相頻率特性曲線（又稱奈氏曲線或極坐標(biāo)圖）的繪制；
?典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線（Bode圖）的繪制；
?由對數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)；
4)奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
?根據(jù)奈氏曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
?由對數(shù)頻率特性曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
5)穩(wěn)定裕量
?當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時，系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的概念；
?幅值裕量和相角裕量的定義及計(jì)算。
6)頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)的關(guān)系
6、系統(tǒng)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(jù)性能指標(biāo)的要求，設(shè)計(jì)校正裝置，用頻率法確定串聯(lián)超前校正、滯后校正和滯后-超前校正裝置的參數(shù)；
3)將性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為期望開環(huán)對數(shù)幅頻特性，根據(jù)期望特性設(shè)計(jì)最小相位系統(tǒng)的校正裝置；
4)了解反饋校正和復(fù)合校正的基本思路與方法。
7、離散系統(tǒng)的分析與校正
1)離散系統(tǒng)的基本概念，信號采樣與復(fù)現(xiàn)；
2)Z變換的定義，Z變換的方法；
3)離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，差分方程與脈沖傳遞函數(shù)；
4)離散系統(tǒng)的性能分析
?穩(wěn)定性分析。離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，W變換及Routh穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用；
?穩(wěn)態(tài)誤差分析。離散系統(tǒng)終值定理的應(yīng)用，離散系統(tǒng)的型別與靜態(tài)誤差系數(shù)；
?動態(tài)性能分析。離散系統(tǒng)的時間響應(yīng)，閉環(huán)極點(diǎn)與動態(tài)性能的關(guān)系。
8、非線性控制系統(tǒng)分析
1)非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系；
2)相平面分析法、奇點(diǎn)的確定及分類；
3)用描述函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關(guān)參數(shù)。
9、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
1)狀態(tài)空間的概念，線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述，狀態(tài)方程的解，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及其性質(zhì)；
2)線性系統(tǒng)的能控性與能觀性，狀態(tài)可控與輸出可控的概念，可控與可觀標(biāo)準(zhǔn)型；
3)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)。
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