824 自動控制原理 考試大綱

考試要求：帶計算器

第一章：控制系統(tǒng)的一般概念

1.該章的基本要求與基本知識點

自動控制技術的發(fā)展概況及作用;自動控制的基本方式;自動控制系統(tǒng)的分類;控制系統(tǒng)的基本要求。

2. 要求掌握的基本概念、理論、原理

系統(tǒng)控制量，干擾量，反饋等重要概念，掌握開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)構、基本組成及特點等;掌握開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)，線性與非線性系統(tǒng)，定常與時變系統(tǒng)等多種分類方法，線性疊加原理;控制系統(tǒng)的基本要求“穩(wěn)”、“準”、“快”的含義。

第二章：控制系統(tǒng)數(shù)學模型

1.該章的基本要求與基本知識點

控制系統(tǒng)運動方程式;非線性運動方程式的線性化;傳遞函數(shù);控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);控制系統(tǒng)方框圖及其簡化;信號流圖

2.要求掌握的基本概念、理論、原理

一般控制系統(tǒng)微分方程式建立的方法;小偏差線性化的方法及意義;傳遞函數(shù)的概念、性質(zhì)等;對一般控制系統(tǒng)介紹控制量至輸出，干擾量至輸出等傳遞函數(shù)的求取方法;控制系統(tǒng)方框圖的繪制步驟及簡化原則;信號流圖的繪制方法及梅森增益公式。

第三章：線性系統(tǒng)的時域分析

1.該章的基本要求與基本知識點

典型輸入信號;一階系統(tǒng)的時域分析;二階系統(tǒng)的時域分析;高階系統(tǒng)的時域分析;線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)定判據(jù);反饋系統(tǒng)的誤差與偏差;反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及計算;順饋控制的誤差分析

2. 要求掌握的基本概念、理論、原理

對線性系統(tǒng)時域分析的一般方法引入典型輸入信號;一階系統(tǒng)定義，時域響應求取及實驗求取系統(tǒng)時間常數(shù)的方法;介紹二階系統(tǒng)定義，時域響應求取方法，重點掌握二階系統(tǒng)性能指標的計算;穩(wěn)定性概念，正確理解Routh判據(jù)，并應用它進行穩(wěn)定性分析和計算;反饋系統(tǒng)誤差、偏差概念及其拉氏變換式間的關系;反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法及其與誤差系數(shù)之間的關系。

第四章：根軌跡法

1.該章的基本要求與基本知識點

反饋系統(tǒng)的根軌跡;繪制根軌跡的基本原則;典型反饋系統(tǒng)的根軌跡分析

2. 要求掌握的基本概念、理論、原理

根軌跡的基本概念，根軌跡方程及幅值條件，相角條件等概念;180度根軌跡;典型反饋系統(tǒng)根軌跡繪制舉例，非最小相位系統(tǒng)概念、根軌跡繪制。

第五章：線性系統(tǒng)的頻域分析

1.該章的基本要求與基本知識點

頻率響應及其描述;典型環(huán)節(jié)的頻率響應;對數(shù)頻率特性;開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的頻率響應;Nyquist穩(wěn)定判據(jù);控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性;頻率指標和時域指標間的關系

2. 要求掌握的基本概念、理論、原理

頻率響應(特性)的定義，物理意義及表示方法;各種典型環(huán)節(jié)幅頻及相頻特性的計算、特點;典型環(huán)節(jié)的Bode圖繪制，以慣性環(huán)節(jié)、二階振蕩環(huán)節(jié)為重點;由典型環(huán)節(jié)的頻率響應求取開環(huán)系統(tǒng)的頻率響應(Bode圖)的步驟，及由開環(huán)系統(tǒng)的頻率響應求取閉環(huán)頻率響應的方法;根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)Bode圖判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾種方法;相對穩(wěn)定性的概念及相角裕度和幅值裕度的計算。

第六章：控制系統(tǒng)的綜合與校正

1.該章的基本要求與基本知識點

控制系統(tǒng)校正的目的及串聯(lián)校正，反饋校正的區(qū)別與選擇;基本控制規(guī)律分析;超前校正參數(shù)的確定;遲后校正參數(shù)的確定;

要求掌握的基本概念、理論、原理控制系統(tǒng)帶寬的概念及合理選擇的原則;P、PI、PD、PID基本控制規(guī)律及在改善系統(tǒng)性能中的作用;超前校正特性，頻率響應法確定串聯(lián)超前校正參數(shù)的步驟，及常用超前校正元件;遲后校正特性，基于頻率響應法確定串聯(lián)遲后校正參數(shù)的步驟，及常用遲后校正元件。

第七章：線性離散系統(tǒng)的分析與校正(不要求)

第八章：非線性控制系統(tǒng)分析(不要求)

第九章：線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合(所占比例不超過20%)

(一)線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述及線性定常系統(tǒng)的線性變換

1.基本知識點與要求：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達式;狀態(tài)空間表達式的狀態(tài)變量圖圖;狀態(tài)空間表達式的建立;狀態(tài)空間表達式的線性變換。

2.要求掌握的基本概念、理論：狀態(tài)變量、狀態(tài)空間表達式、狀態(tài)變量圖;狀態(tài)空間表達式的建立、線性變換。

(二)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的解(不要求)

(三)線性控制系統(tǒng)的可控性和可觀性

1.基本要求與基本知識點：可控性定義;線性定常系統(tǒng)的可控性判別;線性連續(xù)定常系統(tǒng)的可觀性;離散時間系統(tǒng)的可控性和可觀性;對偶關系;可控標準型和可觀標準型;傳遞函數(shù)的實現(xiàn)

2.要求掌握的基本概念、理論：可控性、可觀性、可控標準型、可觀標準型;系統(tǒng)的可控性和可觀性判別。

(四)線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構及狀態(tài)觀測器

1.基本要求與基本知識點：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構和特性;極點配置

2.要求掌握的基本概念、理論：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構和特性;極點配置。

(五)李雅普諾夫穩(wěn)定性分析

1.基本要求與基本知識點：穩(wěn)定性定義;李雅普諾夫第一方法和第二方法;李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中應用;李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中應用

2.要求掌握的基本概念、理論：穩(wěn)定性;李雅普諾夫第一方法和第二方法。

第十章：動態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法(不要求)

主要參考書：《自動控制原理》(第四版)，胡壽松主編，科學出版社，2002年版;涵蓋本復習大綱的任何其他相關教材均可作為復習參考書。