华中科技大学2017考研829自动控制原理考试大纲

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华中科技大学硕士研究生入学考试《自动控制原理》考试大纲

科目名称:自动控制原理(含经典控制理论、现代控制理论)

代码:829

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。

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

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。

(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。

3.0o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 ( 从零到无穷大变化,)或 ( 从 ~ );

(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

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。

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