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考試科目名稱：自動控制原理

科目代碼：861

一、自動控制的一般概念

1．自動控制和自動控制系統(tǒng)的基本概念，負反饋控制原理。

2．控制系統(tǒng)的組成與分類。

3．根據(jù)實際系統(tǒng)的工作原理畫控制系統(tǒng)的方塊圖。

二、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

1．控制系統(tǒng)微分方程的建立，拉氏變換求解微分方程。

2．傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)。

3．控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)圖的等效變換。

4．控制系統(tǒng)的信號流圖，結(jié)構(gòu)圖與信號流圖間的關(guān)系，由梅孫公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

三、線性系統(tǒng)的時域分析

1．穩(wěn)定性的概念，系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，勞斯穩(wěn)定判據(jù)。

2．穩(wěn)態(tài)性能分析

（1）穩(wěn)態(tài)誤差的概念，根據(jù)定義求取誤差傳遞函數(shù)，由終值定理計算穩(wěn)態(tài)誤差。

（2）靜態(tài)誤差系數(shù)，系統(tǒng)型別與靜態(tài)誤差系數(shù)，影響穩(wěn)態(tài)誤差的因素。

3．動態(tài)性能分析

（1）一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動態(tài)性能指標間的關(guān)系。

（2）典型二階系統(tǒng)的特征參數(shù)與性能指標的關(guān)系。

（3）附加閉環(huán)零極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。

（4）主導(dǎo)極點的概念，用此概念分析高階系統(tǒng)。

四、線性系統(tǒng)的根軌跡法

1．根軌跡的概念，根軌跡方程，幅值條件和相角條件。

2．繪制根軌跡的基本規(guī)則。

3．參數(shù)根軌跡的概念。

4．用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。

五、線性系統(tǒng)的頻域分析

1．頻率特性的定義，幅頻特性與相頻特性。

2．用頻率特性的概念分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

3．頻率特性的幾何表示方法。

（1）典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)幅相頻率特性曲線（乃氏曲線或極坐標圖）的畫法。

（2）典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線（伯德圖）的畫法。

（3）由對數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。

4．乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。

（1）根據(jù)乃氏曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）由對數(shù)頻率特性判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

5．穩(wěn)定裕量

（1）當系統(tǒng)穩(wěn)定時，系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的概念。

（2）幅值裕量和相角裕量的定義及計算。

6．閉環(huán)頻率特性的有關(guān)指標及近似估算。

7．頻域指標與時域指標的關(guān)系。

六、系統(tǒng)校正

1．校正的基本概念，校正的方式，常用校正裝置的特性，串聯(lián)超前、遲后、遲后－超前和PID校正方法。

2．根據(jù)性能指標的要求，設(shè)計校正裝置，用頻率法確定串聯(lián)超前校正、遲后校正裝置的參數(shù)。

3．了解反饋校正和復(fù)合校正的基本思路與方法。

七、離散系統(tǒng)的分析與校正

1．離散系統(tǒng)的基本概念，脈沖傳遞函數(shù)及其特性，信號采樣與恢復(fù)。

2．Z變換的定義，Z變換的方法。

3．離散系統(tǒng)的數(shù)學描述，差分方程與脈沖傳遞函數(shù)，開環(huán)與閉環(huán)傳遞函數(shù)推導(dǎo)。

4．離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能分析方法。

八、非線性控制系統(tǒng)分析

1．非線性系統(tǒng)的特征，非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系。

2．描述函數(shù)及其性質(zhì)，用描述函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關(guān)參數(shù)。

九、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合

1．狀態(tài)空間的概念，線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述，狀態(tài)方程的解，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及其性質(zhì)。

2．狀態(tài)反饋及極點配置，輸出反饋及極點配置，線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器設(shè)計，帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)。

3．線性系統(tǒng)的可控性與可觀性，狀態(tài)可控與輸出可控的概念，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解，可控與可觀標準型。

4．李雅普諾夫第二法。

參考書目：《自動控制原理》(第四版)，胡壽松編，科學出版社，2001.2

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