2018年长春大学811自动控制原理考研大纲

全国硕士研究生入学考试大纲
考试科目：《自动控制原理》
一、考试总体要求
《自动控制原理》是一门电类专业的重要专业基础课程。要求熟练掌握经典控制理论中
控制系统的基本概念、数学模型；掌握用时域分析、根轨迹分析法和频率响应分析法分析连
续线性定常控制系统的性能；掌握连续控制系统结构参数的设计方法；掌握离散系统的数学
模型以及离散控制系统的性能分析和综合设计方法。
二、考查目标
自动控制原理考试是为长春大学招收控制工程硕士研究生而设置的具有选拔性质的自命
题入学考试科目，它的目标是科学、公平、有效地测试考生对控制理论的基本概念、数学模
型、连续和离散系统的分析方法以及综合设计方法的掌握程度，以选拔具有发展潜力的优秀
人才入学，为国家建设培养具有较强分析与解决实际问题能力的高层次专业人才。
具体来说，要求考生：
1．对自动控制原理的基本概念和基本分析方法有明确的认识和理解；
2．能够熟练地应用时域分析方法计算分析连续线性定常系统的稳定性、平稳性、快速性
和精确性等性能，并能根据性能指标要求进行综合设计；
3．能够熟练地绘制控制系统的根轨迹并分析其稳定性、平稳性和精度等性能，并能采根
轨迹法进行校正；
4．能够熟练地绘制控制系统的频率特性曲线，采用频率法分析稳定性，求解稳定裕度；
5．熟练地掌握采用频率法对控制系统进行校正；
6．能够熟练地求解离散系统的数学模型，并熟练采用离散系统的分析方法分析动态性能
和稳态性能。
三、考试形式和试卷结构
1.本试卷满分为 150 分，考试时间为 180 分钟。答题方式为闭卷、笔试。
2.试卷题型均为分析、计算题，其中包括基本概念的内容。
（1）求控制系统的数学模型、传递函数的求解 15-20％
（2）控制系统的时域分析和综合设计 15-30％
（3）根轨迹绘制和根轨迹法分析稳定性平稳性等性能 15-20％
（4）求控制系统频率特性，频率法系统的性能分析 15%-30%
（5）频率法校正系统 10-20％
（6）离散系统数学模型即脉冲传递函数的求解 10%-15%
（7）离散系统的性能分析 10%-15%
四、考查内容
（一）自动控制系统的基本概念
1．了解自动控制系统的组成
2．了解自动控制系统的工作原理
3．了解自动控制系统的类型
4．掌握自动控制系统的性能指标
（二）系统模型的建立
建立实际系统的数学模型。微分方程和传递函数的关系;由原始方程绘制方框图；通过方
框图的简化求各种典型传递函数及相应的微分方程。
考核知识点
1．了解根据物理定律写出描写系统动态的微分方程，熟悉根据微分求传递函数的方法
2．了解系统动态结构图的画法，掌握动态结构图的化简并求出闭环传递函数、开环传递
函数、误差传递函数和干扰信号作用下的传递函数
3．掌握系统信号流图的画法，掌握使用梅逊公式求出传递函数
（三）自动控制系统的时域分析法
一阶、二阶系统的暂态响应。动态分析及性能指标求法。稳定的概念、条件，用劳斯判
据判定闭环稳定性，确定特征根的分布；误差、稳态误差的概念，典型给定输入、扰动输入
下（阶跃、斜坡、抛物线）系统的稳态误差。
考核知识点
1．了解典型输入信号，掌握一阶系统和二阶系统性能的求法，掌握根据系统性能要求设
计系统结构或参数
2．了解稳定性的概念，掌握利用时域分析法分析系统的稳定性
3．熟悉稳态误差的定义掌握不同输入信号作用下的稳态误差的计算
（四）自动控制系统的根轨迹分析法
根轨迹的概念，参量根轨迹等价开环传递函数的确定；180 度根轨迹的判定；180 度根
轨迹的绘制；根轨迹定性分析（稳定、不稳定区间的确定，单调衰减、振荡衰减区间的确定）。
考核知识点
1．熟悉根轨迹的概念，掌握跟轨迹方程及其幅值条件和相角条件
2．熟悉跟轨迹绘制原则，掌握根据开环传递函数绘制闭环跟轨迹的方法（180 度根轨迹），
掌握参数跟轨迹的绘制方法
3．熟练运用根轨迹分析系统的稳定性、平稳性和稳态误差
（五）自动控制系统的频率分析法
频率特性的概念，谐波输入下系统的稳态误差；频率特性曲线、伯德图的绘制；由频率
特性稳定判据判定闭环稳定性，确定闭环极点的分布；稳定裕量的概念、求法。
考核知识点
1．了解频率特性的概念，掌握典型环节的幅频频特性、相频特性、幅相频特性、对数幅
频特性、对数相频特性曲线的绘制
2．掌握开环系统频率特性的绘制
3．了解 nyquist 曲线和 bode 图之间的对应关系，掌握利用开环频率特性分析系统的稳
定性，会求系统的稳定裕度
4．了解闭环频率特性及与系统的动态性能的关系
（六）控制系统的校正及综合
控制系统校正的基本概念，常用校正装置的类型；用频率法在伯德图上进行超前、滞后
校正来满足性能指标要求。
考核知识点
1．了解校正方法，掌握串联校正方法
2．了解并联校正方法
3．了解复合校正方法
（七）线性离散系统的理论基础
离散系统求脉冲传递函数（阶跃、斜坡、抛物线函数的 Z 变换）；判定离散系统的闭环
稳定性（稳定条件、稳定判据）；求典型输入（阶跃、斜坡、抛物线）下的稳态误差。
考核知识点
1．了解离散系统的基本概念及基础知识
2．了解脉冲传递函数的定义，掌握系统闭环、开环和误差脉冲传递函数的求法
3．掌握采样控制系统的时域分析法分析离散系统的稳定性，会求离散系统的稳态误差
五、参考书目
《自动控制原理》（第 5 版），胡寿松，:科学出版社出版。