華中科技大學碩士研究生入學考試《自動控制原理》考試大綱
科目名稱：自動控制原理(含經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論)
代 碼：829
第一部分 考試說明
一.考試性質(zhì)
《自動控制原理》是為我校招收控制科學與工程專業(yè)碩士研究生設置的考試科目。它的評價標準是高等學校優(yōu)秀畢業(yè)生能達到良好及以上水平，以保證被錄取者具有較扎實的專業(yè)基礎。
二.考試形式與試卷結構
(一) 答卷方式：閉卷，筆試;
(二) 答題時間：180分鐘。
(三) 題型 ：計算題、簡答題、選擇題
第二部分 考查要點
(一) 自動控制的一般概念
1. 自動控制和自動控制系統(tǒng)的基本概念，負反饋控制的原理;
2. 控制系統(tǒng)的組成與分類;
3. 根據(jù)實際系統(tǒng)的工作原理畫控制系統(tǒng)的方塊圖。
(二) 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
1. 控制系統(tǒng)微分方程的建立，拉氏變換求解微分方程。
2. 傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)。
3. 控制系統(tǒng)的結構圖，結構圖的等效變換。
4. 控制系統(tǒng)的信號流圖，結構圖與信號流圖間的關系，由梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
(三)線性系統(tǒng)的時域分析
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
(1) 穩(wěn)態(tài)誤差的概念，根據(jù)定義求取誤差傳遞函數(shù)，由終值定理計算穩(wěn)態(tài)誤差;
(2) 靜態(tài)誤差系數(shù)和動態(tài)誤差系數(shù)，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.動態(tài)性能分析
(1) 一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動態(tài)性能指標間的關系;
(2) 典型二階系統(tǒng)的特征參數(shù)與性能指標的關系;
(3) 附加閉環(huán)零極點對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響;
(4) 主導極點的概念，用此概念分析高階系統(tǒng)。
(四)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. 0o根軌跡。非最小相位系統(tǒng)的根軌跡及正反饋系統(tǒng)的根軌跡的畫法。
4. 等效開環(huán)傳遞函數(shù)的概念，參數(shù)根軌跡。
5. 用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
(五)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。
3. 頻率特性的幾何表示方法。
(1) 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圖)的畫法。
(2) 典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線(Bode圖)的畫法。
(3) 由對數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。
(4) 描述頻率特性的對數(shù)幅相曲線(尼柯爾斯曲線)
4. Nquisty穩(wěn)定性判據(jù)。
(2) 由對數(shù)頻率特性判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
5. 穩(wěn)定裕量
(1) 當系統(tǒng)穩(wěn)定時，系統(tǒng)相對穩(wěn)定性的概念。
(2) 幅值裕量和相角裕量的定義及計算。
6. 閉環(huán)頻率特性的有關指標及近似估算。
7. 頻域指標與時域指標的關系。
(六)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)性能指標的要求，設計校正裝置，用頻率法確定串聯(lián)超前校正、遲后校正和遲后-超前校正裝置的參數(shù)。
3. 將性能指標轉(zhuǎn)換為期望開環(huán)對數(shù)幅頻特性，根據(jù)期望特性設計最小相位系統(tǒng)的校正裝置。
4. 了解反饋校正和復合校正的基本思路與方法。
(七)離散系統(tǒng)的分析與校正
1. 離散系統(tǒng)的基本概念，脈沖傳遞函數(shù)及其特性，信號采樣與恢復。
2. Z變換的定義，Z變換的方法。
3. 離散系統(tǒng)的數(shù)學描述，差分方程與脈沖傳遞函數(shù)
4. 離散系統(tǒng)的性能、和穩(wěn)態(tài)誤差分析。
(1) 穩(wěn)定性分析。Z傳遞函數(shù)經(jīng)W變換后，用勞斯判據(jù)分析其穩(wěn)定性。
(2) 連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析方法在離散系統(tǒng)中的推廣。
(3) 動態(tài)性能分析。離散系統(tǒng)的時間響應，采樣器和保持器對動態(tài)性能的影響閉環(huán)極點與動態(tài)性能的關系。
5. 離散系統(tǒng)的綜合，無紋波最少拍系統(tǒng)的設計。
(八)非線性控制系統(tǒng)分析
1. 非線性系統(tǒng)的特征，非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系。
2. 相平面作圖法、奇點的確定，用極限環(huán)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自振。
3. 描述函數(shù)及其性質(zhì)，用描述函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關參數(shù)。
(九)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)的可控性與可觀性，狀態(tài)可控與輸出可控的概念，可控與可觀標準型。
3. 線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器設計
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