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820《自動控制原理》復習大綱

一、考試的基本要求

要求學生在較系統(tǒng)地理解與掌握自動控制基本概念和基本理論的基礎(chǔ)上，熟悉線性定常系統(tǒng)數(shù)學模型的建立與轉(zhuǎn)換方法，掌握線性系統(tǒng)的主要分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻率特性法，以及線性系統(tǒng)的校正方法。此外還要求掌握非線性系統(tǒng)的分析方法——描述函數(shù)法。

二、考試方法和考試時間

碩士研究生入學控制原理考試為筆試，總分150，考試時間為3小時。

三、參考書

《自動控制原理基礎(chǔ)教程》 胡壽松主編(第四版)，科學出版社，2017年

或《自動控制原理》 胡壽松主編(第六版)，科學出版社，2013年

四、試題類型

主要包括選擇題 、填空題、簡答題、計算題等。

五. 考試內(nèi)容及要求

第一部分 基本概念

掌握：根據(jù)系統(tǒng)工作原理繪制控制系統(tǒng)方框圖。

熟悉：自動控制系統(tǒng)的基本概念;反饋控制系統(tǒng)的基本工作原理及基本構(gòu)成;自動控制系統(tǒng)的基本控制方式;自動控制系統(tǒng)的分類;自動控制系統(tǒng)的基本要求。

第二部分 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

掌握：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的等效變換和簡化;梅森公式的應(yīng)用。

熟悉：常用函數(shù)的拉普拉氏變換，拉普拉氏變換基本性質(zhì)和定理;線性定常系統(tǒng)的微分方程建立及求解方法;傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì);典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù);系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的組成和繪制;信號流圖的組成和繪制;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和信號流圖的互相轉(zhuǎn)換;開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

第三部分 自動控制系統(tǒng)的時域分析

掌握：欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標計算;二階系統(tǒng)性能改善方法;勞斯穩(wěn)定判據(jù)及其各種應(yīng)用;線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算;擾動作用下穩(wěn)態(tài)誤差的計算;減小穩(wěn)態(tài)誤差的措施。

熟悉：常用典型輸入信號及其拉氏變換;動態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的基本概念;一階系統(tǒng)的數(shù)學模型和時域分析;二階系統(tǒng)的數(shù)學模型以及欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼情況下單位階躍響應(yīng);高階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng);高階系統(tǒng)主導極點的概念;閉環(huán)零極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響;線性系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念;線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件;誤差和穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念;系統(tǒng)型別和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的概念。

第四部分 根軌跡分析法

掌握：常規(guī)根軌跡、參數(shù)根軌跡和正反饋回路根軌跡(零度根軌跡)的繪制;利用根軌跡對系統(tǒng)性能進行定性分析。

熟悉：根軌跡法的基本概念;根軌跡和系統(tǒng)性能的關(guān)系;根軌跡方程、相角方程和模值方程的概念;附加開環(huán)極點、零點的作用。

第五部分 頻率特性分析法

掌握：開環(huán)幅相曲線繪制;開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線繪制;根據(jù)對數(shù)頻率特性確定傳遞函數(shù);奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)及其應(yīng)用;剪切頻率、相角裕量的計算方法。

熟悉：頻率特性的基本概念;頻率特性的3種圖形表示方法;諧振峰值、諧振頻率的概念和計算、典型環(huán)節(jié)的幅相頻率特性和對數(shù)頻率特性;剪切頻率、穿越頻率、相角裕度和幅值裕度的概念;開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性和閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性之間的關(guān)系;開環(huán)對數(shù)頻域性能指標和時域性能指標的關(guān)系;閉環(huán)系統(tǒng)的頻域指標及其與時域指標之間的關(guān)系;開環(huán)頻域指標和閉環(huán)頻域指標之間的關(guān)系。

第六部分 控制系統(tǒng)的綜合與校正

掌握：用頻域法設(shè)計超前校正裝置的原理和步驟;用頻域法設(shè)計滯后校正裝置的原理和步驟;超前校正裝置和滯后校正裝置對系統(tǒng)性能的影響。

熟悉：串聯(lián)校正、反饋校正、前饋校正和復合校正的基本概念;幾種基本的控制規(guī)律;無源超前校正、無源滯后校正裝置及其頻率特性。

第七部分 非線性系統(tǒng)分析

掌握：用描述函數(shù)分析法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及是否存在自振蕩(其頻率和振幅)。

熟悉：非線性系統(tǒng)的特征;自振蕩的基本概念;常見非線性特性;描述函數(shù)的定義和描述函數(shù)應(yīng)用條件;典型非線性特性的描述函數(shù)。