科目代碼、名稱:922自動控制理論 (II)

專業(yè)類別：□學(xué)術(shù)型 ■專業(yè)學(xué)位

適用專業(yè):控制工程

一、基本內(nèi)容

反饋控制系統(tǒng)，開環(huán)、閉環(huán)與復(fù)合控制系統(tǒng)，線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)，連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)等基本概念。對控制系統(tǒng)性能的基本要求和穩(wěn)定性、暫態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能等基本概念。系統(tǒng)極點(diǎn)分布與控制性能的關(guān)系。

控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念和建立數(shù)學(xué)模型的方法。微分方程模型，建立系統(tǒng)微分方程模型的步驟和方法。傳遞函數(shù)概念，傳遞函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)的定義，傳遞函數(shù)的表達(dá)形式，控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型的建立。線性系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)圖的等價(jià)變換與化簡?？刂葡到y(tǒng)頻率特性的定義、物理意義、求取，典型環(huán)節(jié)開環(huán)頻率特性的伯德圖(Bode)，由伯德圖確定系統(tǒng)的頻率特性和傳遞函數(shù)。

控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與穩(wěn)定性條件，勞思(Routh)穩(wěn)定判據(jù)，朱利(Jury)穩(wěn)定判據(jù)，奈奎斯特(Nyquist)穩(wěn)定判據(jù)，相對穩(wěn)定性分析(幅值裕度和相位裕度)。控制系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用。

典型輸入信號及拉氏變換、控制系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的定義。連續(xù)一階控制系統(tǒng)、典型二階系統(tǒng)的動態(tài)性能計(jì)算。

控制系統(tǒng)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差的定義，控制系統(tǒng)型號的定義，終值定理法、誤差系數(shù)法求控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析，復(fù)合控制系統(tǒng)及誤差分析。

控制系統(tǒng)的頻域性能要求，控制系統(tǒng)校正的概念。超前校正(滯后校正，滯后—超前校正，PID校正)的概念，校正網(wǎng)絡(luò)。

非線性系統(tǒng)描述函數(shù)的概念，描述函數(shù)法的基本思想與條件，用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的自激振蕩。

信號的采樣與保持，差分方程的概念、微分方程描述的差分化，Z變換的定義，Z變換基本定理，Z變換的基本方法，Z反變換的部分分式法，控制系統(tǒng)Z傳遞函數(shù)，線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算。

狀態(tài)空間模型，傳遞函數(shù)和狀態(tài)空間模型間的轉(zhuǎn)換，線性連續(xù)定常系統(tǒng)的運(yùn)動分析、能控能觀性與Lyapunov穩(wěn)定性分析。

二、考試要求(包括考試時(shí)間、總分、考試方式、題型、分?jǐn)?shù)比例等)

試卷總分共150分，考試時(shí)間3小時(shí)，閉卷考試。

考試題型及分?jǐn)?shù)比例：

填空 30% (共45分)

簡答 20% (共30分)

計(jì)算分析和證明題 50% (共75分)

三、主要參考書目

《自動控制原理》(第2版) 王萬良編著，高等教育出版社 2014

《現(xiàn)代控制理論》 俞立編著， 清華大學(xué)出版社2007