843 自動控制原理 考試大綱

一、總體要求

要求學(xué)生深刻領(lǐng)會控制系統(tǒng)的基本原理，掌握單輸入單輸出、線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的常用分析與綜合方法。能夠建立線性定常控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對簡單的線性定常系統(tǒng)能夠分別采用時域分析法、頻率響應(yīng)法和根軌跡法進行分析與綜合。能夠進行采樣控制系統(tǒng)的建模和性能分析。掌握非線性控制系統(tǒng)的基本分析方法。

二、考試范圍、要點以及所占比例

1.自動控制的基本概念

（1）自動控制的基本概念；開環(huán)、閉環(huán)（反饋）控制系統(tǒng)的原理及特點；

（2）自動控制系統(tǒng)的分類；自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成；對自動控制系統(tǒng)的基本要求。

2.控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述

（1）控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及建立方法；非線性數(shù)學(xué)模型的微偏線性化；

（2）傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖；

（3）反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；

（4）控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性及表示法，如頻率特性函數(shù)、伯德（Bode）圖和奈奎斯特

（Nyquist）圖。

3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

（1）穩(wěn)定性的定義；

（2）勞斯（Routh）判據(jù)，Nyquist 判據(jù)，Bode 判據(jù)；

（3）非最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。

4.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的運動分析

（1）時域分析法：控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，典型信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析，擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析及抑制；控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)；一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析；主導(dǎo)極點和高階系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)分析；閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點分布對動態(tài)響應(yīng)的影響。

（2）根軌跡法：常規(guī)根軌跡及廣義根軌跡（零度根軌跡、參量根軌跡）；基于根軌跡圖的系統(tǒng)性能分析與估算；根軌跡法校正。

（3）頻率響應(yīng)法：穩(wěn)定裕度的計算；從開環(huán)頻率特性計算閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能；二階系統(tǒng)時域與頻域性能的對應(yīng)關(guān)系；開環(huán)對數(shù)頻率特性低、中、高頻段特征與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關(guān)系。

5.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的校正

（1）期望開環(huán)對數(shù)頻率特性的設(shè)計（“三頻段”原則）；

（2）串聯(lián)校正（超前校正、滯后校正、滯后-超前校正、PID 校正）；

（3）反饋校正；

（4）復(fù)合控制與前饋校正。

6.采樣控制系統(tǒng)

（1）采樣控制系統(tǒng)的基本概念與脈沖傳遞函數(shù)；

（2）采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析；

（3）采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析；

（4）采樣控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析。

7.非線性控制系統(tǒng)

（1）非線性系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)描述、分類、特點和常用研究方法；

（2）非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法，自激振蕩的概念及判別；

（3）非線性系統(tǒng)的相平面法。

三、考試形式

1.考試時間：180 分鐘。

2.試卷分值：150 分。

3.考試方式：閉卷考試。

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