431 自动控制原理(1) 复习大纲
一、 复习内容及基本要求
1．自动控制的一般概念
主要内容：自动控制的任务，基本控制方式：开环、闭环（反馈）控制。自动控制的性能要求：稳、快、准及最优化。
基本要求：重点是反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。
2．数学模型
主要内容：动态方程建立及线性化，传递函数及动态结构图，结构图的等效变换，梅逊公式及应用，典型环节。
基本要求：重点是传递函数和动态结构图的概念，以及增量线性化、结构图等效变换的法则。利用复阻抗直接建立电路结构图的方法。典型环节的概念。
3．时域分析法
主要内容：典型响应及性能指标。一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算：劳斯、古尔维茨判据。稳态误差的计算及一般规律。
基本要求：重点是典型响应，性能指标诸概念及计算指标的方法，也要重视结构参数对系统响应影响的一般规律。典型响应以阶跃响应为主。劳斯、古尔维茨判据和结构稳定性的概念。终值定理的使用条件。
4．根轨迹法
主要内容：根轨迹的概念与根轨迹方程，根轨迹的绘制法则，广义根轨迹，零、极点分布与阶跃响应性能的关系，主导极点与偶极子，阶跃响应的根轨迹分析。
基本要求：重点是根轨迹法则的应用及主导极点、偶极子等的概念，利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标，法则证明只需一般了解。
5．频率响应法
主要内容：线性系统的频率响应，典型环节的频率响应，系统开环的频率响应，Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据，稳定裕度及计算，信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽，开环频率响应与阶跃响应的关系，三频段（低频段，中频段和高频段）的分析方法。
基本要求：频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、以及系统稳定性判据（Nyquist判据和对数判据）均为重点内容。等M、等N圆图，尼柯尔斯图仅作一般了解。要明确单位最小相位和非最小相位的差别。估算公式只作一般了解。
6．线性系统的校正方法
主要内容：系统设计问题概述，串联校正特性及作用：超前、滞后及PID。校正设计的频率法。校正设计的根轨迹法。反馈校正的作用及计算要点。复合校正原理及其实现。
基本要求：校正装置的作用及频率法的应用。以串联校正为主，反馈校正为辅。以频率法为主，根轨迹法为辅。复合校正的应用。
7．线性连续系统的状态空间分析方法
主要内容：状态的概念和状态方程的列写，状态方程的解。状态方程的线性变换，传递函数阵。系统的可控性、可观性及其判据。动态方程的标准形，可控性、可观性分解。对偶原理，传递函数的实现。状态反馈及极点配置。状态观测器及其设计。稳定性理论。
基本要求：仅限于单输入单输出线性定常连续系统的一般理论。
8．采样系统理论
主要内容：采样信号及采样系统。采样过程的数学描述。采样信号的复现：香农定理、零阶保持器。Z变换及Z反变换：定理、方法及应用。差分方程及差分方程的解。脉冲传递函数及动态结构图变换。采样系统稳定性计算：双线性变换和劳斯判据，朱利（Jury）判据。采样系统稳态误差的计算及一般规律。采样系统零、极点分布与动态性能的定性分析。离散系统的状态方程及其解。
基本要求：Z变换的应用和脉冲传递函数的概念，用Z变换解差分方程。
9．非线性系统理论
主要内容：非线性系统动态过程的一般特征。典型非线性特性及其影响。谐波线性化及描述函数。用描述函数法研究系统稳定性和自激振荡。相轨迹的一般特点及绘制方法。线性系统的相轨迹，非线性系统的相轨迹绘制及分析。非线性系统的校正问题。
基本要求：非线性系统的不可叠加性及自振现象，描述函数法的使用限制条件，描述函数的建立只作一般了解，相轨迹法重点在线性系统相轨迹的全局结构，分段线性系统相轨迹和动态过程的概略分析。
二、 参考教材
胡寿松主编，《自动控制原理》（第四版），科学出版社。
复习大纲_431自动控制原理.doc自动化科学与电气工程学院
2002年9月27日