大连交通大学2007年硕士“自动控制原理”考试大纲

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科目代码：407　
适用专业：控制理论与控制工程
参考书目：《自动控制原理》顾树生 王建辉编 冶金工业出版社
《现代控制理论》刘豹主编，机械工业出版社
考试时间：3小时
考试方式：笔试
总　　分：150分
考试范围：
一、“自动控制原理”部分，这一部分占总分的80%-85%。
1．自动控制系统的基本概念
（1）明确自动控制的任务，正确理解受控制对象，被控量、控制装置和自动控制系统等概念。
（2）正确理解开环控制、闭环控制与复合控制。明了恒值控制系统、随动控制系统与程序控制系统的控制原理。
（3）掌握由系统工作原理图画原理方块图的方法，并能判别系统的控制方式。
（4）建立“动态”的观点，明确对自动控制系统的性能要求。
2．自动控制系统的数学模型
（1）了解动态微分方程建立的一般方法
（2）熟悉典型信号的拉普拉斯变换，熟记拉普拉斯变换的基本原理。
（3）正确理解传递函数的定义、性质和意义。
（4）正确理解系统的开环传递函数、闭环传递函数、对控制和对干扰的传递函数、误差传递函数以及典型环节的传递函数等概念。
（5）明确线性定常系统多输入响应的迭加性。
（6）会由系统的响应曲线或响应的解析式求系统的传递函数。
（7）掌握常用电元件的传递函数的求法。
（8）熟练掌握由系统微分方程组建动态结构图或信号流图，并通过等效变换或用梅逊公式求取系统的传递函数的方法。
3．自动控制系统的时域分析法
（1）会求系统的单位阶跃响应。
（2）正确理解系统的单位阶跃响应的性能指标（δ%， ）、稳定性、系统的型别、静态误差系数和动态误差系数等概念。
（3）牢固掌握一阶系统与二阶系统的数学模型和单位阶跃响应的特点，并能熟练计算一阶系统与欠阻尼二阶系统的性能指标和结构参数。
（4）熟练掌握劳斯、古尔维茨稳定判据，判别系统的稳定性和进行参数分析计算。
（5）正确理解稳态误差的定义及误差的规律，并能熟练掌握给定与干扰稳态误差的计算方法，明确终值定理的使用条件。
（6）掌握稳态误差和稳定性的矛盾及解决途径。
4．根轨迹法
（1）掌握开环根轨迹放大系数 变化时系统根轨迹的绘制方法。理解和熟记根轨迹绘制法则，会利用幅值方程求特定的开环放大系数 的值。
（2）了解闭环零、极点的分布和系统阶跃响应的关系。
（3掌握系统中其它参数变化时根轨迹绘制的方法。
5．频率法
（1）会求系统在正弦输入下的稳态响应。
（2）熟记典型环节的乃氏图、波德图及其特征点。
（3）熟练掌握由系统的开环传递函数绘制乃氏图与波德图的方法。
（4）熟练掌握由系统的幅相频率特性曲线求开环传递函数形式的方法；熟练掌握最小相位系统由对数幅频特性渐近线求传递函数方法。
（5）熟练掌握由开环幅相频率特性或开环对数频率特性判别闭环系统的稳定性的方法。
（6）正确理解截止频率 、相角裕量 、幅值裕量以及三频段等概念，正确计算稳定裕量。
（7）了解零频幅比 、谐振峰值 、谐振频率 、频宽 等概念。
6．用频率法设计系统
（1）要熟记典型的无源及有源超前、滞后、滞后-超前校正装置。
（2）掌握超前、滞后、滞后-超前串联校正的特点及其对系统的作用。
（3）掌握超前、滞后串联校正方法。
（4）掌握前馈校正方法。
7．非线性系统
（1）正确理解谐波线性化的条件及描述函数概念。
（2）了解描述函数建立的一般方法及典型非线性函数的负倒特性的特点。
（3）在给定系统线性部分传递函数与非线性部分描述函数量，会用描述函数法计算系统的自振参数及判别系统稳定性。
（4）掌握绘制系统的相轨迹的方法。
（5）明了相轨迹的走向，相平面的区分，起始点，奇点与渐近线等。
8．采样控制系统
（1）了解和熟悉理想采样信号数学描述法，并熟记采样定理。
（2）了解零保持器的原理，掌握其传递函数。
（3）理想z变换的定义，熟悉z变换的基本定理和常用的方法。正确理解s平面与z平面的对应关系。
（4）正确理解脉冲传递函数的定义，熟练掌握由系统的动态结构图求系统的脉冲传递函数的方法。
（5）正确理解采样系统稳定的充分必要条件。
（6）了解采样系统的频域分析。
（7）掌握采样系统的时域分析。熟悉用z变换求系统的单位阶跃响应，熟悉采样时刻稳态误差的计算方法。了解系统极点与系统脉冲响应之间的关系。
（8）了解采样系统的校正方法。
二、“现代控制理论”部分，（这一部分占总分15%-20%）
1．状态空间分析法
（1）系统状态空间表达式的建立，掌握方法。主要是线性定常系统在作用函数含导数项与不含导数项的情况。
（2）掌握线性定常系统齐次，非齐次状态方程求解。了解线性时变系统、线性离散系统状态方程求解。
（3）矩阵指数 的求法。
（4）将矩阵化为对角线型或约旦标准型。
2．能控制性与能观测性
（1）线性定常系统、线性离散系统状态能控性判据及应用。
（2）线性定常系统能观性判据。
（3）系统状态方程化能控、能观标准型。
3．系统稳定性分析
（1）了解李雅普诺夫稳定意义及定理。
（2）应用李雅普诺夫稳定判据判断线性系统的稳定性。
（3）线性定常李雅普诺夫函数 。
（4）线性离散系统李雅普诺夫函数求法。
（5）非线性系统稳定性分析，重点掌握克拉索夫斯基法和变量梯度法。
4．线性定常系统的综合
（1）掌握利用极点配置方法设计状态反馈增益阵。
（2）了解系统镇定问题。
（3）了解系统解耦的概念及设计方法。
（4）掌握状态观测器的设计。