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自动控制原理


2009 年硕士研究生入学考试 —— 《自动控制原理》考试大纲 自动控制原理》 第一部分 考试说明
一.考试性质 《自动控制原理》是为我校招收控制科学与工程专业硕士研究生设置的考试科目。它的评价 标准是高等学校优秀毕业生能达到良好及以上水平,以保证被录取者具有较扎实的专业基础。 考试对象为符合参加 2009 年全国硕士研究生入学条件的报考我校控制科学与工程系及工科 相关专业的考生。

二.考试形式与试卷结构 (一) 答卷方式:闭卷,笔试; (二) 答题时间:180 分钟。 (三) 题型 :计算题、简答题、选择题 (四)参考书目: 1. 自动控制原理 胡寿松编 国防工业出版社 2.自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社

第二部分 考查要点
(一) 自动控制的一般概念 1. 自动控制和自动控制系统的基本概念,负反馈控制的原理; 2. 控制系统的组成与分类; 3. 根据实际系统的工作原理画控制系统的方块图。 (二) 控制系统的数学模型 1. 控制系统微分方程的建立,拉氏变换求解微分方程。 2. 传递函数的概念、定义和性质。 3. 控制系统的结构图,结构图的等效变换。 4. 控制系统的信号流图, 结构图与信号流图间的关系, 由梅逊公式求系统的传递函数。 (三)线性系统的时域分析 1. 稳定性的概念,系统稳定的充要条件,Routh 稳定判据。 2. 稳态性能分析 (1) 稳态误差的概念,根据定义求取误差传递函数,由终值定理计算稳态误差; (2) 静态误差系数和动态误差系数, 系统型别与静态误差系数, 影响稳态误差的因素。 3.动态性能分析 (1) 一阶系统特征参数与动态性能指标间的关系; (2) 典型二阶系统的特征参数与性能指标的关系; (3) 附加闭环零极点对系统动态性能的影响; (4) 主导极点的概念,用此概念分析高阶系统。
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(四)线性系统的根轨迹法 1. 根轨迹的概念,根轨迹方程,幅值条件和相角条件。 2. 绘制根轨迹的基本规则。 o 3. 0 根轨迹。非最小相位系统的根轨迹及正反馈系统的根轨迹的画法。 4. 等效开环传递函数的概念,参数根轨迹。 5. 用根轨迹分析系统的性能。 (五)线性系统的频域分析 1. 频率特性的定义,幅频特性与相频特性。 2. 用频率特性的概念分析系统的稳态响应。 3. 频率特性的几何表示方法。 (1) 典型环节及开环系统幅相频率特性曲线(又称奈氏曲线或极坐标图)的画法。 (2) 典型环节及开环系统对数频率特性曲线(Bode 图)的画法。 (3) 由对数幅频特性求最小相位系统的开环传递函数。 (4) 描述频率特性的对数幅相曲线(尼柯尔斯曲线) 4. Nquisty 稳定性判据。 (1) 根据奈氏曲线判断系统的稳定性,运用判断式 Z = P 2 N ( ω 从零到无穷大变 化, N = N + N )或 Z = P N ( ω 从 ∞ ~ + ω ); (2) 由对数频率特性判断系统的稳定性; 5. 稳定裕量 (1) 当系统稳定时,系统相对稳定性的概念。 (2) 幅值裕量和相角裕量的定义及计算。 6. 闭环频率特性的有关指标及近似估算。 7. 频域指标与时域指标的关系。 (六)系统校正 1.校正的基本概念,校正的方式,常用校正装置的特性。 2. 根据性能指标的要求,设计校正装置,用频率法确定串联超前校正、迟后校正和迟 后-超前校正装置的参数。 3. 将性能指标转换为期望开环对数幅频特性,根据期望特性设计最小相位系统的校正 装置。 4. 了解反馈校正和复合校正的基本思路与方法。 (七)离散系统的分析与校正 1. 离散系统的基本概念,脉冲传递函数及其特性,信号采样与恢复。 2. Z 变换的定义,Z 变换的方法。 3. 离散系统的数学描述,差分方程与脉冲传递函数 4. 离散系统的性能、和稳态误差分析。 (1)稳定性分析。Z 传递函数经 W 变换后,用劳斯判据分析其稳定性。 (2)连续系统稳态性能分析方法在离散系统中的推广。 (3)动态性能分析。离散系统的时间响应,采样器和保持器对动态性能的影响闭环极 点与动态性能的关系。 5.离散系统的综合,无纹波最少拍系统的设计。 (八)非线性控制系统分析
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1.非线性系统的特征,非线性系统与线性系统的区别与联系。 2.相平面作图法、奇点的确定,用极限环分析系统的稳定性和自振。 3.描述函数及其性质,用描述函数分析系统的稳定性、自振及有关参数。 (九)线性系统的状态空间分析与综合 1.状态空间的概念,线性系统的状态空间描述,状态方程的解,状态转移矩阵及其性质。 2.线性系统的可控性与可观性,状态可控与输出可控的概念,可控与可观标准型。 3.线性定常系统的状态反馈与状态观测器设计

第三部分考试样题(略)

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