《自動控制原理》考試大綱

適用專業(yè)名稱：控制理論與控制工程　

科目代碼及名稱 考試大綱 

26自動控制原理

一、考試目的與要求

測試考生對自動控制原理主要內(nèi)容：反饋控制的基本原理、基本組成和基本要求；建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本方法；時域分析法、根軌跡分析法和頻域分析法等線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)品質(zhì)和穩(wěn)定精度的基本理論和分析方法的理解掌握程度以及對相關(guān)知識的運(yùn)用能力；同時考察學(xué)生對控制系統(tǒng)設(shè)計與校正的基本方法和設(shè)計步驟等綜合性內(nèi)容的掌握情況。要求考生準(zhǔn)確記憶基本概念，理解基本理論，掌握基本計算，并能妥善運(yùn)用到綜合題目的處理和工程實際中進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計。此外，對于離散系統(tǒng)分析方法以及非線性控制系統(tǒng)的分析也要有所了解。

 

二、試卷結(jié)構(gòu)（滿分100分）

內(nèi)容比例： 

        自動控制的基本概念及控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型            約13分

線性系統(tǒng)的時域分析法                               約23分

線性系統(tǒng)的根軌跡法                                 約6 分

線性系統(tǒng)的頻域分析法                               約30分

線性系統(tǒng)的校正方法                                 約12分

         線性離散系統(tǒng)的分析及非線性控制系統(tǒng)分析             約6分

     綜合設(shè)計                                           約10分

     題型比例：

                    客觀題   約33分                             

         1．選擇題                   約10分                        

         2．判斷題                   約13分  

         3. 簡答題                   約10分   

主觀題   約67分  

1. 計算題                  約20分

2. 分析綜合題              約37分

3. 設(shè)計綜合題              約10分

三、考試內(nèi)容與要求

   （一）自動控制的基本概念及控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

 考試內(nèi)容     

     反饋控制原理；開環(huán)和閉環(huán)控制；自動控制系統(tǒng)的分類、基本組成和基本要求；控制系統(tǒng)的時域及復(fù)域數(shù)學(xué)模型；控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及其化簡。

考試要求

 1. 了解基本概念：自動控制、反饋控制、開環(huán)控制與閉環(huán)控制、傳遞函數(shù)、系統(tǒng)的方框圖。

2. 理解反饋的意義以及自動控制系統(tǒng)各基本組成環(huán)節(jié)的作用。

3. 掌握控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立以及方框圖的化簡。

4. 綜合運(yùn)用以上內(nèi)容進(jìn)行合理地分析和判斷；并能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。

 

   （二）線性系統(tǒng)的時域分析法 

考試內(nèi)容

系統(tǒng)時間響應(yīng)的性能指標(biāo)；一階、二階系統(tǒng)及高階系統(tǒng)的時域分析；線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性及勞斯(Routh)穩(wěn)定判據(jù)；線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析及其計 算方法。

考試要求

1. 了解高階系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點及高階系統(tǒng)的降階。

2. 理解控制系統(tǒng)判斷穩(wěn)定性、靜動態(tài)性能的各時域特征量的概念。

3. 掌握控制系統(tǒng)時域特征量的計算；二階系統(tǒng)欠阻尼響應(yīng)分析；勞斯（Routh）穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用；穩(wěn)態(tài)誤差及穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的計算；閉環(huán)極點與系統(tǒng)性能間的關(guān)系。

4. 綜合運(yùn)用以上內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計。

 

   （三）線性系統(tǒng)的根軌跡法 

考試內(nèi)容

控制系統(tǒng)根軌跡的基本概念；根軌跡方程及繪制根軌跡的基本法則；系統(tǒng)性能的分析。

考試要求

1. 了解系統(tǒng)根軌跡的基本概念。

2. 理解和零度根軌跡的對應(yīng)關(guān)系以及開環(huán)零、極點分布與根軌跡形狀間的對應(yīng)關(guān)系。

3. 掌握根軌跡與系統(tǒng)性能的關(guān)系。

   （四）線性系統(tǒng)的頻域分析法

考試內(nèi)容

頻率特性；典型環(huán)節(jié)；開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性(幅相曲線與對數(shù)頻率特性曲線)；頻率域穩(wěn)定判據(jù)；控制系統(tǒng)相對穩(wěn)定性；閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)及其與時域指標(biāo)的關(guān)系。

1. 了解線性系統(tǒng)頻率響應(yīng)及其描述方法—頻率特性；奈魁斯特（Nyquist）穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)。

2. 理解閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)及其與時域指標(biāo)的關(guān)系。

3. 掌握開環(huán)頻率特性曲線的繪制；頻率域穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用；系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的判別。

     4. 綜合運(yùn)用以上內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計。

   （五）線性系統(tǒng)的校正方法 

考試內(nèi)容

     常用校正裝置及其特性；串聯(lián)校正；反饋校正。

考試要求

1. 了解系統(tǒng)的設(shè)計與校正問題。

2. 理解反饋校正綜合設(shè)計法的應(yīng)用。

3. 掌握典型校正環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的校正作用；串聯(lián)校正的分析法設(shè)計；串聯(lián)校正參數(shù)的確定

4. 能夠綜合運(yùn)用以上內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計指標(biāo)轉(zhuǎn)換、設(shè)計方法選取、校正結(jié)果的驗算等。

 

 （六）線性離散系統(tǒng)的分析及非線性控制系統(tǒng)分析 

    考試內(nèi)容

    離散系統(tǒng)的基本概念；信號的采樣與保持；z變換理論；離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；非線性控制系統(tǒng)概述；常見非線性特性及其對系統(tǒng)運(yùn)動的影響；相平面法；描述函數(shù)法。

    考試要求

1. 了解z變換理論、相平面法、描述函數(shù)法。

2. 理解離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)對應(yīng)時的平面變換；線性系統(tǒng)分析方法在非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3. 掌握離散系統(tǒng)的基本概念及基本理論；離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；非線性系統(tǒng)的基本概念及基本理論。

 參考書目：  

   《自動控制原理》（第五版）胡壽松  科學(xué)出版社     2007.6

   

 

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