临沂大学
硕士研究生入学考试《控制工程基础》大纲
科目代码: 806
科目名称: 控制工程基础
考试时间: 3小时
考试方式: 笔试
总 分: 150分
本《控制工程基础》考试大纲适用于报考临沂大学081100控制科学与工程学术学位的研究生入学考试。
考试内容
第一部分 自动控制的一般概念
一、自动控制的基本概念与控制方式
1. 自动控制的基本概念
2. 自动控制的常用控制方式
3. 反馈控制系统的组成
二、控制系统的结构原理分析和方块图绘制
1. 实际控制系统结构原理分析
2. 系统方块图绘制
三、对控制系统的要求
四、典型输入信号
第二部分 控制系统的数学模型
一、控制系统的时域数学模型
1. 控制系统时域数学模型的建立
2. 用拉氏变换求解线性定常微分方程
二、控制系统的复数域数学模型
1. 传递函数的概念及控制系统复数域数学模型的建立
2. 结构图等效变换求传递函数
3. 信号流图的绘制
4. 梅森公式系统求系统的传递函数
第三部分 线性系统的时域分析法
一、线性系统的时域性能指标
二、线性系统的时域分析
1. 一阶系统的时域分析
2. 二阶系统的时域分析
3. 高阶系统的闭环主导极点法
三、 线性系统的稳定性分析
1. 线性系统稳定的充分必要条件
2. 劳斯判据判断系统的稳定性
3. 赫尔维茨判据判断系统的稳定性
四、线性系统的稳态误差计算
1. 误差与稳态误差的概念
2. 输入信号与扰动信号作用下的稳态误差计算
3. 减小或消除稳态误差的措施
第四部分 线性系统的根轨迹法
一、根轨迹的概念及根轨迹方程
二、常规根轨迹的绘制
三、广义根轨迹的绘制
三、根轨迹与系统性能
第五部分 线性系统的频率特性法
一、频率特性的概念
1. 频率特性的概念
2. 频率特性及正弦激励下稳态响应的求取
二、典型环节的频率特性
1. 典型环节的幅相频率特性曲线绘制
2. 典型环节的对数频率特性（Bode图）绘制
三、开环系统的频率特性
1. 开环系统的幅相频率特性绘制
2. 开环系统的对数频率特性（Bode图）绘制
3. 根据系统的开环对数频率特性曲线求最小相位系统的传递函数
4. 根据系统的开环对数频率特性曲线计算相角裕度和幅值裕度
5. 根据开环系统幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线、运用奈奎斯特（Nyquist）稳定判据判断系统的稳定性。
6. 开环系统与闭环系统的频域性能指标
第六部分 线性系统的校正法
一、串联超前、串联滞后、串联超前滞后校正装置的特性及适用条件
二、基于频率响应法的串联校正及反馈校正设计
三、PID控制器的传递函数及控制特性
第七部分 线性离散系统的分析与校正
一、采样、采样过程、香农采样定理、零阶保持的基本概念
二、Z变换与Z反变换
三、线性常系数差分方程的求解
四、开环系统与闭环系统的脉冲传递函数
五、利用离散系统的稳定性判据判断离散系统的稳定性。
第八部分 非线性控制系统分析
一、描述函数法分析非线性控制系统
二、相平面法分析非线性控制系统
第九部分 现代控制理论
一、控制系统的状态空间描述
1. 状态空间描述的基本定义及一般形式
2. 状态空间表达式的机理建模
3. 系统微分方程和传递函数转化为状态空间表达式
4. 状态空间描述与传递函数(阵)的关系
5. 组合系统、离散控制系统的状态空间描述
二、线性系统的状态空间响应分析
1．线性定常系统的状态空间响应分析
2. 系统状态转移矩阵的性质及求解
3. 掌握线性定常系统状态方程解的形式，理解状态转移矩阵的概念和基本性质，掌握状态空间表达式的线性变换及其特性，熟练使用状态转移矩阵的求解方法。
三、线性系统的能控性与能观测性
1. 线性定常系统的能控性和能观测性的定义和判据
2. 离散系统的能控性和能观测性
3. 能控性和能观测性的对偶关系
4. 能控标准型和能观测标准型
5. 系统的结构分解
6. 传递函数阵的实现问题
7. 能控性和能观测性与传递函数(阵)的关系
四、控制系统的稳定性分析
1. 李雅普诺夫稳定性的基本概念
2. 李雅普诺夫判稳第一方法
3. 李雅普诺夫判稳第二方法
4. 李雅普诺夫判稳方法在线性系统中的应用
五、线性定常系统的综合
1. 线性反馈控制系统的基本结构
2. 带输出反馈系统的综合
3. 带状态反馈系统的综合
4. 状态重构和状态观测器的设计
5. 带状态观测器的状态反馈系统的综合
参考书目
1. 《自动控制原理》第五版（第一~第八部分参考书），作者：胡寿松。出版社：科学技术出版社， ISBN：9787030189554。
2. 《现代控制理论基础》 第4版（第九部分参考书）,作者：孙炳达；出版社：机械工业出版； ISBN：9787111605263。
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