華中科技大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試《控制理論基礎(chǔ)》考試大綱

(科目代碼：819)

控制理論基礎(chǔ)(共150分)

一、 基本概念

(1) 基本要求

1. 了解系統(tǒng)的基本特性、動態(tài)模型和靜態(tài)模型之間關(guān)系

2. 了解系統(tǒng)反饋概念

3. 了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理

4. 能夠繪制控制系統(tǒng)框圖

5. 了解控制系統(tǒng)的要求

二、 系統(tǒng)模型

(1) 基本要求

1. 運用動力學(xué)、電學(xué)及電機知識，寫機械系統(tǒng)、電網(wǎng)絡(luò)及 傳動系統(tǒng)的微分方程

2. 運用分析法求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

3. 了解典型環(huán)節(jié)的特點、傳遞函數(shù)形式，運用傳遞函數(shù)方框圖化簡，求閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)

4. 運用疊加原理求干擾作用下系統(tǒng)的輸出和傳遞函數(shù)

5. 了解相似原理

(2) 熟練運用的定理、公式

牛頓定理(力學(xué))、基爾霍夫電流、電壓定律、直流電機方程，基本拉普拉斯變換與反變換公式(含三角函數(shù)的不要求)、傳度函數(shù)求解及化簡公式

三、 時間響應(yīng)

(1)基本要求

1. 了解時間響應(yīng)的組成、運用系統(tǒng)特征根分析系統(tǒng)穩(wěn)定性

2. 了解一階系統(tǒng)對典型輸入信號的響應(yīng)特點

3. 掌握典型二階系統(tǒng)的特點，單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)曲線及意義

4. 能夠求解二階系統(tǒng)性能指標(biāo)

5. 掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念及求解方法

6. 能夠分析系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及干擾對系統(tǒng)誤差的影響

(2)熟練運用的公式

典型一階系統(tǒng)單位脈沖及階躍響應(yīng)計算公式;典型二階欠阻尼系統(tǒng)單位脈沖及階躍響應(yīng)計算公式，性能指標(biāo)計算公式;典型輸入誤差系數(shù)計算公式、終值定理及穩(wěn)態(tài)誤差計算

四、 頻率特性

(1) 基本要求

1. 掌握頻率響應(yīng)、頻率特性的概念

2. 能夠求求取系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、頻率特性。

3. 掌握Nyquist圖、Bode 圖的概念及特點

4. 能夠繪制典型系統(tǒng)的Nyquist圖、Bode圖

5. 了解最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的概念

6. 能夠利用Bode圖建立系統(tǒng)模型，并進(jìn)行計算分析

(2) 熟練運用的公式

諧振頻率及峰值計算公式、系統(tǒng)截止帶寬計算公式

五、 系統(tǒng)穩(wěn)定性

(1) 基本要求

1. 掌握穩(wěn)定性概念、系統(tǒng)穩(wěn)定的條件

2. 掌握勞斯判據(jù)、Nyquist判據(jù)、Bode判據(jù)、相位裕度及幅值裕度的概念

3. 運用勞斯判據(jù)、Nyquist判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性及極點的 分布情況

4. 運用Bode判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，求取系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度

(2) 熟練運用的公式

相位裕度、幅值裕度計算公式、勞斯判據(jù)公式

六、 系統(tǒng)校正

(1) 基本要求

1. 了解系統(tǒng)性能指標(biāo)、校正的概念

2. 掌握系統(tǒng)校正的方法

3. 能夠進(jìn)行相位滯后、相位超前串聯(lián)校正分析

4. 掌握PID校正的概念、物理意義

(2) 熟練運用的公式

相位滯后、相位超前串聯(lián)校正補償器、PID校正控制器

七、 線性離散系統(tǒng)

(1) 基本要求

1. 理解信號采樣過程，掌握采樣定理、D/A及A/D轉(zhuǎn)換器功能及原理

2. 掌握Z變換與Z反變換的概念，能求解典型系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)及響應(yīng)

3. 了解線性離散系統(tǒng)穩(wěn)定性概念和穩(wěn)定性條件

(2) 熟練運用的公式

基本Z變換及Z反變換公式，W變換公式、脈沖傳遞函數(shù)公式