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一、基本要求

了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成，理解自動(dòng)控制的基本原理，熟悉并掌握線性定常控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述，掌握分析系統(tǒng)動(dòng)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(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的控制理論基礎(chǔ)。

二、考試范圍

1、控制系統(tǒng)的一般概念

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展概況及作用;自動(dòng)控制的基本方式;自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類;控制系統(tǒng)的基本要求。

(2)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(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)、基本組成及特點(diǎn)等;掌握開(kāi)環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)，線性與非線性系統(tǒng)，定常與時(shí)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(zhǔn)”、“快”的含義。

(3)重點(diǎn)掌握：自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，負(fù)反饋原理及控制系統(tǒng)的分類等。

2、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式;非線性運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)化;

(2)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(duì)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(jiǎn)化原則;信號(hào)流圖的繪制方法及梅森增益公式。

(3)重點(diǎn)掌握：動(dòng)態(tài)微分方程的建立方法，傳遞函數(shù)、開(kāi)、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(jiǎn)化等。

3、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

典型輸入信號(hào);一階系統(tǒng)的時(shí)域分析;二階系統(tǒng)的時(shí)域分析;高階系統(tǒng)的時(shí)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(jì)算。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

對(duì)線性系統(tǒng)時(shí)域分析的一般方法引入典型輸入信號(hào);一階系統(tǒng)定義，時(shí)域響應(yīng)求取及實(shí)驗(yàn)求取系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)的方法;介紹二階系統(tǒng)定義，時(shí)域響應(yīng)求取方法，重點(diǎn)掌握二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的計(jì)算;穩(wěn)定性概念，正確理解Routh判據(jù)，并應(yīng)用它進(jìn)行穩(wěn)定性分析和計(jì)算;反饋系統(tǒng)誤差、偏差概念及其拉氏變換之間的關(guān)系;反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的幾種計(jì)算方法。

(3)重點(diǎn)掌握：時(shí)域分析方法，穩(wěn)定性概念及判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算及減小消除措施。

4、根軌跡法

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

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

(2)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。

(3)重點(diǎn)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(yīng)的關(guān)系。

5、線性系統(tǒng)的頻域分析

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

頻率響應(yīng)及其描述;典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng);對(duì)數(shù)頻率特性;開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的頻率響應(yīng);Nyquist穩(wěn)定判據(jù);控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性;頻率指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)間的關(guān)系。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

頻率響應(yīng)(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(jì)算、特點(diǎn)，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(diǎn)。

6、線性控制系統(tǒng)的校正

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題概述，串聯(lián)校正特性及作用：超前、滯后、滯后-超前。校正設(shè)計(jì)的頻率法。復(fù)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(yīng)用。以串聯(lián)校正為主，反饋校正為輔。復(fù)合校正的應(yīng)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

(1)基本知識(shí)點(diǎn)與要求：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達(dá)式;狀態(tài)空間表達(dá)式的狀態(tài)變量圖圖;狀態(tài)空間表達(dá)式的建立;狀態(tài)空間表達(dá)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(dá)式、狀態(tài)變量圖;狀態(tài)空間表達(dá)式的建立(從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、從機(jī)理、從數(shù)學(xué)方程三方面出發(fā))、線性變換。

(3)重點(diǎn)掌握：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達(dá)式;狀態(tài)空間表達(dá)式的建立;狀態(tài)空間表達(dá)式的線性

8、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式的解

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：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。

(2)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(diǎn)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

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：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(duì)偶關(guān)系;可控標(biāo)準(zhǔn)型和可觀標(biāo)準(zhǔn)型;傳遞函數(shù)的實(shí)現(xiàn);傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)對(duì)消與系統(tǒng)的可控性和可觀性關(guān)系

(2)要求掌握的基本概念、理論：可控性、可觀性、可控標(biāo)準(zhǔn)型、可觀標(biāo)準(zhǔn)型;系統(tǒng)的可控性和可觀性判別、可控標(biāo)準(zhǔn)型和可觀標(biāo)準(zhǔn)型求解。

(3)重點(diǎn)掌握：系統(tǒng)的可控性和可觀性判別;可控標(biāo)準(zhǔn)型和可觀標(biāo)準(zhǔn)型求解。

10、線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)及狀態(tài)觀測(cè)器

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和特性;極點(diǎn)配置;狀態(tài)觀測(cè)器;利用狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋的系統(tǒng)

(2)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(gòu)和特性;極點(diǎn)配置。

(3)重點(diǎn)掌握：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和特性;極點(diǎn)配置。

11、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析

(1)基本要求與基本知識(shí)點(diǎn)：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(yīng)用;李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中應(yīng)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(diǎn)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(shū)目

胡壽松編，《自動(dòng)控制原理》[M].北京：科學(xué)出版社出版，2007.6

高國(guó)榮編，《自動(dòng)控制原理》[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2007