2021五邑大學自動控制原理研究生考試大綱及參考書目 正文

五邑大學2021年碩士研究生招生考試
《自動控制原理》考試大綱
 
一、 基本要求
了解自動控制系統(tǒng)的基本構成，理解自動控制的基本原理，熟悉并掌握線性定?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)學描述，掌握分析系統(tǒng)動態(tài)性能、靜態(tài)性能和穩(wěn)定性的分析方法和工具，初步了解系統(tǒng)校正的一些常用方法，為進一步學習后續(xù)課程打下必要的控制理論基礎。
 
二、 考試范圍
1、控制系統(tǒng)的一般概念
　?。?）基本要求與基本知識點：
　　自動控制技術的發(fā)展概況及作用；自動控制的基本方式；自動控制系統(tǒng)的分類；控制系統(tǒng)的基本要求。
　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理
　　系統(tǒng)控制量，干擾量，反饋等重要概念,掌握開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)構、基本組成及特點等；掌握開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)，線性與非線性系統(tǒng)，定常與時變系統(tǒng)等多種分類方法，線性疊加原理；控制系統(tǒng)的基本要求“穩(wěn)”、“準”、“快”的含義。
（3）重點掌握：自動控制系統(tǒng)的組成，負反饋原理及控制系統(tǒng)的分類等。
 
2、控制系統(tǒng)數(shù)學模型
　　（1）基本要求與基本知識點：
　　控制系統(tǒng)運動方程式；非線性運動方程式的線性化；傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)方框圖及其簡化；
　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理
　　一般控制系統(tǒng)微分方程式建立的方法；小偏差線性化的方法及意義；傳遞函數(shù)的概念、性質(zhì)等；對一般控制系統(tǒng)介紹控制量至輸出，干擾量至輸出等傳遞函數(shù)的求取方法；控制系統(tǒng)方框圖的繪制步驟及簡化原則；信號流圖的繪制方法及梅森增益公式。
（3）重點掌握：動態(tài)微分方程的建立方法，傳遞函數(shù)、開、閉環(huán)傳遞函數(shù)，誤差傳遞函數(shù)等概念，方框圖的繪制及簡化等。
 
3、線性系統(tǒng)的時域分析
　?。?）基本要求與基本知識點：
　　典型輸入信號；一階系統(tǒng)的時域分析；二階系統(tǒng)的時域分析；高階系統(tǒng)的時域分析；線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)定判據(jù)；反饋系統(tǒng)的誤差與偏差；反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及計算。
　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理
　　對線性系統(tǒng)時域分析的一般方法引入典型輸入信號；一階系統(tǒng)定義，時域響應求取及實驗求取系統(tǒng)時間常數(shù)的方法；介紹二階系統(tǒng)定義，時域響應求取方法，重點掌握二階系統(tǒng)性能指標的計算；穩(wěn)定性概念，正確理解Routh判據(jù)，并應用它進行穩(wěn)定性分析和計算；反饋系統(tǒng)誤差、偏差概念及其拉氏變換之間的關系；反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的幾種計算方法。
（3）重點掌握：時域分析方法，穩(wěn)定性概念及判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差計算及減小消除措施。
 
4、根軌跡法
　　（1）基本要求與基本知識點：
　　反饋系統(tǒng)的根軌跡；繪制根軌跡的基本原則；典型反饋系統(tǒng)的根軌跡分析
　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理
　　根軌跡的基本概念，根軌跡方程及幅值條件，相角條件等概念；180度根軌跡、0度根軌跡，參量根軌跡等繪制規(guī)則；典型反饋系統(tǒng)根軌跡繪制舉例，非最小相位系統(tǒng)概念、根軌跡繪制。
?。?）重點掌握：常規(guī)根軌跡的繪制原則，根平面與閉環(huán)特征根分布及其系統(tǒng)響應的關系。
 
5、線性系統(tǒng)的頻域分析
　?。?）基本要求與基本知識點：
　　頻率響應及其描述；典型環(huán)節(jié)的頻率響應；對數(shù)頻率特性；開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的頻率響應；Nyquist穩(wěn)定判據(jù)；控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性；頻率指標和時域指標間的關系。
　?。?）要求掌握的基本概念、理論、原理
頻率響應（特性）的定義，物理意義及表示方法；各種典型環(huán)節(jié)幅頻及相頻特性的計算、特點，并繪制概略Nyquist圖；典型環(huán)節(jié)的Bode圖繪制，以慣性環(huán)節(jié)、二階振蕩環(huán)節(jié)為重點。
 
6、線性控制系統(tǒng)的校正
　　（1）基本要求與基本知識點：
系統(tǒng)設計問題概述，串聯(lián)校正特性及作用：超前、滯后、滯后-超前。校正設計的頻率法。復合校正原理。
　　（2）要求掌握的基本概念、理論、原理
校正裝置的作用及頻率法的應用。以串聯(lián)校正為主，反饋校正為輔。復合校正的應用。
 
7、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述及線性定常系統(tǒng)的線性變換
　?。?）基本知識點與要求：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達式；狀態(tài)空間表達式的狀態(tài)變量圖圖；狀態(tài)空間表達式的建立；狀態(tài)空間表達式的線性變換。
　　（2）要求掌握的基本概念、理論：狀態(tài)變量、狀態(tài)空間表達式、狀態(tài)變量圖；狀態(tài)空間表達式的建立（從系統(tǒng)結(jié)構圖、從機理、從數(shù)學方程三方面出發(fā)）、線性變換。
（3）重點掌握：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達式；狀態(tài)空間表達式的建立；狀態(tài)空間表達式的線性
 
8、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的解
　　（1）基本要求與基本知識點：線性定常齊次方程的解；狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣；線性定常非齊次方程的解。
　?。?）要求掌握的基本概念、理論：狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣；狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣的求解、線性定常非齊次方程的解。
（3）重點掌握：狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣的求解；線性定常非齊次方程的解。
 
9、線性控制系統(tǒng)的可控性和可觀性
　?。?）基本要求與基本知識點：可控性定義；線性定常系統(tǒng)的可控性判別；線性連續(xù)定常系統(tǒng)的可觀性；對偶關系；可控標準型和可觀標準型；傳遞函數(shù)的實現(xiàn)；傳遞函數(shù)的零極點對消與系統(tǒng)的可控性和可觀性關系
　?。?）要求掌握的基本概念、理論：可控性、可觀性、可控標準型、可觀標準型；系統(tǒng)的可控性和可觀性判別、可控標準型和可觀標準型求解。
（3）重點掌握：系統(tǒng)的可控性和可觀性判別；可控標準型和可觀標準型求解。
 
10、線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構及狀態(tài)觀測器
　?。?）基本要求與基本知識點：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構和特性；極點配置；狀態(tài)觀測器；利用狀態(tài)觀測器實現(xiàn)狀態(tài)反饋的系統(tǒng)
　?。?）要求掌握的基本概念、理論：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構和特性；極點配置。
（3）重點掌握：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構和特性；極點配置。
 
11、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
　　（1）基本要求與基本知識點：穩(wěn)定性定義；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法；李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中應用；李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中應用。
　　（2）要求掌握的基本概念、理論：穩(wěn)定性；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法。
　　（3）重點掌握：穩(wěn)定性的定義；李雅普諾夫第一方法；李雅普諾夫第二方法
 
三、 參考書目
胡壽松編，《自動控制原理》[M]. 北京：科學出版社出版，2007.6
高國榮編，《自動控制原理》[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2007
 

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