課程編號：841 課程名稱：自動控制原理

一、考試的總體要求

熟練掌握經(jīng)典控制理論中控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)模型和分析方法；掌握用時域分析、根軌跡分析法和頻率響應(yīng)分析法綜合連續(xù)線性控制系統(tǒng)；掌握用描述函數(shù)、相平面圖分析非線性控制系統(tǒng)；掌握離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和分析方法；掌握現(xiàn)代控制理論狀態(tài)空間的一些基本概念和分析方法。

二、考試的內(nèi)容及比例

1. 控制系統(tǒng)的基本概念、反饋控制系統(tǒng)的基本組成。開環(huán)、閉環(huán)控制。

2．?dāng)?shù)學(xué)模型：

建立實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。微分方程和傳遞函數(shù)關(guān)系;由原始方程繪制方框圖；通過方框圖的簡化求各種典型傳遞函數(shù)及相應(yīng)的微分方程。

3．時域分析：

一階、二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。動態(tài)分析及性能指標(biāo)求法。穩(wěn)定的概念、條件，用勞斯判據(jù)判定閉環(huán)穩(wěn)定性，確定特征根的分布；誤差、穩(wěn)態(tài)誤差的概念，典型給定輸入、擾動輸入下（階躍、斜坡、拋物線）系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

4．根軌跡分析法：

根軌跡的概念，參量根軌跡等價開環(huán)傳遞函數(shù)的確定；180、0度根軌跡的判定；180、0度根軌跡的繪制；根軌跡定性分析（穩(wěn)定、不穩(wěn)定區(qū)間的確定，單調(diào)衰減、振蕩衰減區(qū)間的確定）。

5．頻率響應(yīng)分析法：

頻率特性的概念，諧波（正弦、余弦）輸入下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；頻率特性曲線、伯德圖的繪制；由頻率特性穩(wěn)定判據(jù)判定閉環(huán)穩(wěn)定性，確定閉環(huán)極點(diǎn)的分布；穩(wěn)定裕量的概念、求法。

6．線性控制系統(tǒng)的校正：

常用校正裝置的類型；用頻率法在伯德圖上進(jìn)行超前、滯后校正來滿足性能指標(biāo)要求。

7．非線性系統(tǒng)分析：

非線性系統(tǒng)描述函數(shù)的概念，非線性系統(tǒng)描述函數(shù)分析（系統(tǒng)穩(wěn)定性，自振蕩、自振蕩穩(wěn)定性、自振頻率、自振振幅）；相平面圖的概念，相平面圖一些典型相軌跡的繪制，相平面圖分析，典型相軌跡求時間解。

8．離散系統(tǒng)分析：

離散系統(tǒng)求脈沖傳遞函數(shù)（階躍、斜坡、拋物線函數(shù)的Z變換）；判定離散系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性（穩(wěn)定條件、穩(wěn)定判據(jù)）；求典型輸入（階躍、斜坡、拋物線）下的穩(wěn)態(tài)誤差。

9．現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)：

建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程模型并求取傳遞函數(shù)；坐標(biāo)變換；模擬結(jié)構(gòu)圖；狀態(tài)空間方程求解；能控性、能觀性；結(jié)構(gòu)分解與最小實(shí)現(xiàn)；線性定常連續(xù)系統(tǒng)的離散化；穩(wěn)定性；利用狀態(tài)反饋配置極點(diǎn)；設(shè)計降維、全維狀態(tài)觀測器。

考試試題主要測驗(yàn)考生對自動控制原理的基本知識、基礎(chǔ)理論和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)理論去分析、綜合控制系統(tǒng)的能力。試題中有用以測驗(yàn)考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決問題能力的內(nèi)容。

三、考試的題型

均為分析、計算題，其中包括基本概念的內(nèi)容。

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