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中國科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試

《自動(dòng)控制理論》考試大綱

一、考試科目基本要求及適用范圍概述：

本《自動(dòng)控制理論》考試大綱適用于中國科學(xué)院大學(xué)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，控制理論與控制工程，檢測技術(shù)與自動(dòng)化裝置，模式識(shí)別與智能系統(tǒng)等專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。自動(dòng)控制理論是自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化等許多學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，它主要研究控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性連續(xù)系統(tǒng)和線性離散系統(tǒng)的分析與校正的基本概念和基本分析方法。要求考生熟練掌握《自動(dòng)控制理論》課程的基本概念與基本運(yùn)算，并能加以靈活應(yīng)用。

二、考試形式和試卷結(jié)構(gòu)

考試采取閉卷筆試形式，考試時(shí)間180分鐘，總分150分。試題題型均為計(jì)算題。

三、考試內(nèi)容

(一)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理

2. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

3. 控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型

4. 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型

5. 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖

(二)線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法

1. 線性系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)

2. 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析

3. 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析

4. 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析

5. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

6. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算

(三)線性系統(tǒng)的根軌跡法

1. 根軌跡方程

2. 根軌跡繪制的基本法則

3. 廣義根軌跡

4. 系統(tǒng)性能的分析

(四)線性系統(tǒng)的頻域分析法

1. 頻率特性

2. 典型環(huán)節(jié)和開環(huán)頻率特性曲線的繪制

3. 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)

4. 穩(wěn)定裕度

5. 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)

(五)線性系統(tǒng)的校正方法

1. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題

2. 常用校正裝置及其特性

3. 串聯(lián)校正

4. 反饋校正

5. 復(fù)合校正

(六)線性離散系統(tǒng)的分析與校正

1. 離散系統(tǒng)的基本概念

2. 信號(hào)的采樣與保持

3. z變換理論

4. 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

5. 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差

6. 離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

四、考試要求

(一)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

1. 理解和掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理和基本概念

2. 理解并掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)例和基本要求

3. 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類方法

4. 熟練掌握控制系統(tǒng)的微分方程的建立方法

5. 靈活應(yīng)用控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

6. 熟練掌握控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖及信號(hào)流圖

(二)線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法

1. 熟練掌握線性系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)

2. 熟練掌握一階系統(tǒng)的時(shí)域特性

3. 靈活應(yīng)用二階系統(tǒng)的時(shí)域特性

4. 掌握高階系統(tǒng)的時(shí)域特性

5. 熟練掌握并靈活運(yùn)用線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法

6. 熟練掌握線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算方法

(三)線性系統(tǒng)的根軌跡法

1. 熟練掌握根軌跡方程

2. 熟練掌握并靈活運(yùn)用根軌跡繪制的基本法則

3. 熟練掌握根軌跡法分析控制系統(tǒng)性能指標(biāo)

4. 靈活應(yīng)用根軌跡法確定控制系統(tǒng)的控制參數(shù)

5. 掌握廣義根軌跡的繪制的基本法則

(四)線性系統(tǒng)的頻域分析法

1. 理解線性系統(tǒng)頻率特性的基本概念及物理意義

2. 熟練掌握典型環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線

3. 熟練掌握對(duì)數(shù)幅頻特性簡化繪制方法并熟練繪制開環(huán)系統(tǒng)頻率特性曲線

4. 掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)并熟練繪制奈奎斯特圖

5. 靈活應(yīng)用對(duì)數(shù)幅頻特性分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度

6. 理解閉環(huán)頻率特性分析方法

(五)線性系統(tǒng)的校正方法

1. 理解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問題

2. 掌握常用校正裝置及其特性

3. 熟練掌握超前校正和滯后校正方法并能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校正

4. 掌握反饋校正方法并能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校正

5. 掌握復(fù)合校正方法并能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校正

(六)線性離散系統(tǒng)的分析與校正

1. 理解并掌握離散系統(tǒng)的基本概念、特點(diǎn)和研究方法

2. 理解信號(hào)的采樣與保持過程，掌握香農(nóng)采樣定理

3. 熟練掌握z變換理論

4. 熟練掌握并靈活應(yīng)用離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立方法

5. 熟練掌握離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法和穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算

6. 熟練掌握離散系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的時(shí)域分析方法

五、主要參考教材

胡壽松主編，《自動(dòng)控制原理》，科學(xué)出版社，2013年3月第六版