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華中科技大學博士研究生入學考試2266《現(xiàn)代控制理論》考試大綱

第一部分考試說明

一、考試性質

《現(xiàn)代控制理論》是水電與數(shù)字化工程學院博士生入學考試科目之一。它的評價標準是高等學校、科研院所的優(yōu)秀碩士畢業(yè)生能達到及格或及格以上水平，以保證被錄取者具有自動控制理論的基礎知識和應用能力。

二、考試內容范圍

自動控制系統(tǒng)基本概念、根軌跡法、頻率響應法、狀態(tài)空間理論、最優(yōu)控制理論、卡爾曼濾波。

考查要點詳見本大綱第二部分。

三、評價目標

現(xiàn)代控制理論考試主要考查控制系統(tǒng)的基本概念和控制理論方法的基礎知識，在此基礎上，考查綜合運用控制理論解決工程問題的能力。要求考生：

熟悉自動控制系統(tǒng)性能的評價體系;

能夠運用指定的理論方法或選擇合適的理論方法對給定的系統(tǒng)進行分析或校正。

四、考試形式與試卷結構

(一)答卷方式：閉卷，筆試。

(二)答題時間：180分鐘

(三)各部分內容考查比例(滿分為100分)

1.自動控制系統(tǒng)基本概念約20分

2.經(jīng)典控制理論約25分

3.狀態(tài)空間理論約35分

4.最優(yōu)控制理論約10分

5.卡爾曼濾波約10分

(四)題型比例(滿分為100分)

選擇或填空題約5%

問答題、計算題約80%

綜合應用題約15%

第二部分考查要點

一、自動控制系統(tǒng)基本概念

自動控制系統(tǒng)的組成：自動控制系統(tǒng)包括受控過程(對象)和控制器兩部分。

自動控制系統(tǒng)的分類：開環(huán)控制系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)、復合控制系統(tǒng);連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng);定常系統(tǒng)、時變系統(tǒng);線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng);確定系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)。

自動控制系統(tǒng)的基本要求(穩(wěn)定性、動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能)。

數(shù)學模型的表示方式與建模方法。微分方程、傳遞函數(shù)、頻率特性、狀態(tài)方程。

控制理論方法的比較。

二、根軌跡法

閉環(huán)極點與開環(huán)零極點的關系;根軌跡方程及根軌跡的繪制法則;主導極點;系統(tǒng)性能分析與估算;附加零點對根軌跡的影響。

三、頻率響應法

頻率特性的意義;開環(huán)頻率特性的繪制;奈愧斯特穩(wěn)定判據(jù);頻率特性的校正。

四、狀態(tài)空間理論

狀態(tài)空間描述的概念、狀態(tài)方程的建立;狀態(tài)方程的規(guī)范形式、狀態(tài)方程的求解;李亞普洛夫穩(wěn)定性;線性控制系統(tǒng)的能控性與能觀性;狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器。

五、最優(yōu)控制理論

最優(yōu)控制的基本概念;線性調節(jié)器問題。

六、卡爾曼濾波

線性估計問題;卡爾曼濾波的基本思想。

第三部分考試樣題略