2024年武漢工程大學(xué)非全日制研究生招生考試《自動(dòng)控制原理》考試大綱

　　一、 參考教材

　　1、胡壽松主編. 《自動(dòng)控制原理》(第七版). 北京：科學(xué)出版社，2019.

　　2、胥布工主編. 《自動(dòng)控制原理》. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.

　　3、劉豹,唐萬生主編. 《現(xiàn)代控制理論》(第 3 版). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

　　(備注：以 1 為主，2、3 為輔。)

　　二、 考試形式與試題類型

　　1、答卷方式：閉卷，筆試;

　　2、答題時(shí)間：180 分鐘;

　　3、滿分：150 分;

　　4、題型：選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題。

　　三、 考試內(nèi)容及要求

　　考試范圍包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩個(gè)部分?？忌氄莆杖缦聝?nèi)容：

　　1、 自動(dòng)控制的一般概念

　　1) 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，負(fù)反饋控制的原理;

　　2) 控制系統(tǒng)的組成與分類;

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

　　2、 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

　　1) 控制系統(tǒng)的建模;

　　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(hào)流圖，結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖間的關(guān)系，由梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

　　3、 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析

　　1) 穩(wěn)定性的概念，系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，Routh 穩(wěn)定判據(jù);

　　2) 穩(wěn)態(tài)性能分析

　　 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(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差，包括給定誤差和擾動(dòng)誤差的分析與計(jì)算;

　　 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(dòng)態(tài)性能分析

　　 一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)間的關(guān)系;

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

　　 附加閉環(huán)零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響;

　　 閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念，用此概念分析高階系統(tǒng)。

　　4、 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) 零度根軌跡：非最小相位系統(tǒng)的根軌跡及正反饋系統(tǒng)的根軌跡的繪制;

　　4) 等效開環(huán)傳遞函數(shù)的概念，參數(shù)根軌跡的繪制;

　　5) 用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。

　　5、 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

　　 典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)幅相頻率特性曲線(又稱奈氏曲線或極坐標(biāo)圖)的繪制;

　　 典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線(Bode 圖)的繪制;

　　 由對(duì)數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);

　　4) 奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)

　　 根據(jù)奈氏曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

　　 由對(duì)數(shù)頻率特性曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

　　5) 穩(wěn)定裕量

　　 當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念;

　　 幅值裕量和相角裕量的定義及計(jì)算;

　　6) 頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系。

　　6、 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;

　　2) 根據(jù)性能指標(biāo)的要求，設(shè)計(jì)校正裝置，用頻率法確定串聯(lián)超前校正、滯后校正和滯后-超前校正裝置的參數(shù);

　　3) 將性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為期望開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性，根據(jù)期望特性設(shè)計(jì)最小相位系統(tǒng)的校正裝置;

　　4) 了解反饋校正和復(fù)合校正的基本思路與方法。

　　7、 離散系統(tǒng)的分析與校正

　　1) 離散系統(tǒng)的基本概念，信號(hào)采樣與復(fù)現(xiàn);

　　2) Z 變換的定義，Z 變換的方法;

　　3) 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，差分方程與脈沖傳遞函數(shù);

　　4) 離散系統(tǒng)的性能分析

　　 穩(wěn)定性分析：離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，W 變換及 Routh 穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用;

　　 穩(wěn)態(tài)誤差分析：離散系統(tǒng)終值定理的應(yīng)用，離散系統(tǒng)的型別與靜態(tài)誤差系數(shù);

　　 動(dòng)態(tài)性能分析：離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，閉環(huán)極點(diǎn)與動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系。

　　8、 非線性控制系統(tǒng)分析

　　1) 非線性系統(tǒng)的特點(diǎn)，非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系;

　　2) 相平面分析法、奇點(diǎn)的確定及分類;

　　3) 用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關(guān)參數(shù)。

　　9、 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) 線性系統(tǒng)的能控性與能觀性，狀態(tài)可控與輸出可控的概念，可控與可觀標(biāo)準(zhǔn)型;

　　3) 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)。