江苏自动化研究所2011自动控制原理考研大纲

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　　江苏自动化研究所硕士研究生入学考试自动控制原理考试大纲
        　　一、 总体要求
        　　全面考查考生对自动控制原理的基本概念、基本方法掌握的程度及运用基本概念、原理、灵活解决问题、分析问题的能力。
        　　二、 命题范围及考查的知识点
        　　1 自动控制的基本概念
        　　1)自动控制系统三种基本控制方式：开环控制、闭环控制、复合控制;
        　　2)反馈控制的机理;
        　　3)闭环控制系统的基本组成;
        　　4)对控制系统的基本要求。
        　　2 控制系统的数学模型
        　　微分方程、传递函数和结构图是描述系统数学模型的三种主要形式，重点考查：
        　　1)传递函数定义及性质，结构图的概念;
        　　2)获取具体物理系统的传递函数，以及绘制系统结构图的方法;
        　　3)通过结构图的化简，求取开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数及干扰信号作用下的闭环传递函数;
        　　4)一般了解信号流图的建立及梅逊公式的应用。
        　　3 线性系统的时域分析法
        　　重点考查考生对系统稳定性、稳态误差、动态品质等性能的分析方法。
        　　1)系统性能指标的定义;
        　　2)系统稳定性概念、劳斯稳定判据及其应用;
        　　3)一阶、二阶系统(主要是二阶)的动态性能分析，二阶系统阶跃响应的分析及动态性能指标的计算;
        　　4)系统类型的定义、静态误差系数的定义及计算方法，利用静态误差系数计算系统的静态误差;
        　　5)主导极点的概念，一般了解高阶系统动态性能的分析方法。
        　　4 线性系统的根轨迹法
        　　1)掌握根轨迹的基本概念，根轨迹与系统性能的关系;
        　　2)掌握根轨迹绘制的基本法则，灵活应用基本法则绘制系统的根轨迹;
        　　3)利用根轨迹分析系统的性能;
        　　4)了解参数根轨迹和零度根轨迹的概念。
        　　5 线性系统的频率响应法
        　　1)频率特性的定义及其几何表示法;
        　　2)系统开环对数频率特性图、幅相曲线图的绘制;
        　　3)最小相位系统与非最小相位系统的概念;
        　　4)利用开环对数频率特性求开环传递函数的条件、方法;
        　　5)利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定性判据判断闭环系统的稳定性;
        　　6)相角稳定裕量和幅值稳定裕量的定义及其求取方法，它们与系统性能的关系;
        　　7)掌握开环幅值穿越频率、相角交界频率的定义，了解闭环谐振峰值、谐振频率及带宽的定义。
         
         
        　　6 控制系统的综合校正
        　　1)正确理解控制系统校正的基本概念;
        　　2)PID校正的思想及算法;
        　　3)二阶系统的比例微分校正及速度反馈校正;
        　　4)超前校正、滞后校正、超前-滞后校正的设计方法;
        　　5)串联校正、反馈校正的设计方法及它们的优缺点;
        　　6)复合控制校正的设计方法及其优缺点。
        　　7 线性离散系统的分析与校正
        　　1)掌握采样定理及采样系统与连续系统的区别与联系;
        　　2)掌握z变换及z反变换;
        　　3)掌握离散系统差分方程、脉冲传递函数等数学模型的形式;
        　　4)掌握离散系统稳定性的分析方法，了解影响离散系统稳定性的因素;
        　　5)掌握离散系统稳态误差的分析方法，了解动态性能的分析方法;
        　　6)一般了解离散系统数字校正的方法。
        　　8非线性控制系统分析
        　　1)非线性系统与线性系统的区别与联系;
        　　2)了解常见非线性特性及其对系统运动的影响;
        　　3)正确理解相平面法的基本概念;
        　　4)掌握相轨迹的绘制方法，并能用解析方法绘制简单非线性系统的相轨迹;
        　　5)掌握用极限环分析系统的稳定性和自振的方法;
        　　6)正确理解描述函数的基本概念;
        　　7)掌握非线性系统结构简化的方法;
        　　8)熟练掌握用描述函数分析非线性系统的稳定性、自振及有关参数。
        　　9 线性系统的状态空间分析与综合
        　　1)正确理解状态空间有关概念;
        　　2)熟练掌握建立元件、系统状态空间表达式的方法;
        　　3)掌握空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式变换的基本方法;
        　　4)熟练掌握由状态空间表达式求系统传递矩阵的方法;
        　　5)熟练掌握状态转移矩阵的性质及求取方法，掌握线性定常系统状态方程求解方法;
        　　6)正确理解可控性、可观测性的基本概念;
        　　7)熟练掌握判定系统的可控性、可观测性充要条件及有关方法;
        　　8)理解可控性、可观测性与系统传递函数的关系;
        　　9)理解线性系统规范分解的作用和意义，了解规范分解的一般方法;
        　　10)正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念，熟练掌握按系统指标要求确定状态反馈矩阵的方法;
        　　11)正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念，掌握按系统指标要求确定输出反馈矩阵的方法;
        　　12)正确理解分解定理，了解状态观测器的作用，一般了解全维状态观测器的设计方法;
        　　13)正确理解李雅普诺夫稳定性的有关概念;
        　　14)掌握李雅普诺夫第二法，初步掌握寻求系统李雅普诺夫函数判定系统稳定性的方法。
        　　10 利用MATLAB进行控制系统仿真的基础知识
        　　1) 了解控制系统仿真的基本概念;
        　　2)掌握利用SIMULINK图形化界面对连续系统仿真的基本方法。
        　　三、主要参考教材
        　　《自动控制原理》(修订版) 胡寿松 科学出版社 2001年
        　　四、考试说明
        　　1、总分满分：150分
        　　2、考试时间：3小时
        　　3、考试方式：笔试
        　　4、考试题型：
        　　填空题(30分)
        　　选择题(30分)
        　　分析计算题(60分)
        　　简答题(30分)