《自动控制原理》硕士研究生招生初试考试大纲

考试科目：843 自动控制原理

一.总体要求

本课程要求学生深刻领会控制系统的基本原理，掌握单输入单输出、线性定常连续控制系统的常用分析与综合方法。能够建立线性定常控制系统的数学模型，对简单的线性定常系统能够分别基于时域分析法、频率响应法和根轨迹法进行分析与综合。能够进行采样控制系统的性能分析。掌握非线性控制系统的基本分析方法。

二.考试范围、要点以及所占比例

1.自动控制的一般概念(8%)

(1)自动控制的基本概念;开环、闭环(反馈)控制系统的原理及特点;

(2)自动控制系统的分类;对自动控制系统的基本要求。

2.控制系统的数学描述(12%)

(1)控制系统的数学模型及建立方法;非线性数学模型的微偏线性化;

(2)传递函数、典型环节、控制系统的动态结构图;

(3)反馈控制系统的传递函数;

(4)控制系统的频率响应特性及表示法，如频率特性函数、伯德(Bode)图和奈奎斯特(Nyquist)图。

3. 控制系统的稳定性分析(10%)

(1)稳定性的定义;

(2)劳斯判据，Nyquist判据，Bode判据;

(3)非最小相位系统的稳定性分析。

4. 线性定常连续控制系统的运动分析(35%)

(1)时域分析法：控制系统的稳态误差，典型信号作用下的稳态误差分析，扰动信号作用下的稳态误差分析及抑制;控制系统的动态性能指标;一阶、二阶系统的动态响应分析;主导极点和高阶系统的动态响应分析;闭环传递函数零极点分布对动态响应的影响。

(2)根轨迹法：常规根轨迹及广义根轨迹(零度根轨迹、参量根轨迹);基于根轨迹图的系统性能分析与估算;根轨迹法校正。

(3)频率响应法：稳定裕度的计算;从开环频率特性计算闭环系统的动态性能;二阶系统时域与频域性能的对应关系;开环对数频率特性低、中、高频段特征与闭环系统性能的关系。

5. 线性定常连续控制系统的校正(15%)

(1)期望开环对数频率特性的设计(“三频段”原则);

(2)串联校正(超前校正、滞后校正、滞后-超前校正、PID校正);

(3)反馈校正;

(4)复合控制与前馈校正。

6.采样控制系统(10%)

(1)采样控制系统的基本概念与脉冲传递函数;

(2)采样控制系统的稳定性分析;

(3)采样控制系统的稳态误差分析;

(4)采样控制系统的暂态性能分析。

7.非线性控制系统(10%)

(1)非线性系统的基本概念、数学描述、分类、特点和常用研究方法;

(2)非线性系统的描述函数法，自激振荡的概念及判别;

(3)非线性系统的相平面法。

三.参考书目

1.千博 杨庚辰 过润秋.自动控制原理(第二版)，西安：西安电子科技大学出版社，2012.10

2.刘丁.自动控制理论(第2版)，北京：机械工业出版社，2016.08