2018年沈阳理工大学803自动控制原理二考研大纲

沈阳理工大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲
科目代码：803 科目名称：自动控制原理二
适用专业：081105 导航、制导与控制
自动控制原是导航制导与控制类专业的一门重要基础理论课，本科目的考试
内容包括自动控制原理的基本概念，控制系统的数学描述方法，控制系统时域分
析，根轨迹法，频率分析法及控制系统校正方法等部分。要求考生能熟练掌握自
动控制原理的基本理论，具有分析和处理一些基本问题的能力。
一、考试基本内容
（一）自动控制系统概述：
开环控制与闭环控制，自动控制系统的组成及定义，受控对象、参考输入、
控制量、输出量、偏差信号、扰动信号、前向通道、反馈通道、控制器、执行元
件、比较元件定值元件、测量变送元件；恒值控制系统与随动控制系统；线性系
统与非线性系统；连续系统与离散系统；系统响应、动态过程、稳态过程；控制
系统设计原则和方法。
（二）控制系统的数学描述方法：
控制系统的微分方程建立；非线性微分方程的线性化方法；拉氏变换及应用；
拉氏变换法求解微分方程；传递函数定义、性质；控制系统传递函数典型环节；
比例环节、积分环节、微分环节、一阶惯性环节、二阶振荡环节、延迟环节；系
统传递函数建立；动态结构图建立、化简；单位反馈控制系统、开环传递函数、
闭环传递函数、系统输出、误差传递函数；比例、积分、微分控制。
（三）控制系统的时域分析：
系统实验信号；单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号、单位均匀加
速信号、单位正弦信号；系统响应：单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位斜坡响
应；控制系统性能指标：上升时间、峰值时间、超调量、调节时间、稳态误差；
一阶系统分析；二阶系统分析：二阶系统的数学模型，过阻尼运动，临界阻尼运
动，欠阻尼运动，无阻尼运动；性能指标计算；二阶系统响应特性改善；控制系
统稳定性分析；代数稳定性判据；劳斯判据，控制系统稳态误差分析。
（四）根轨迹法：
根轨迹法基本概念；控制系统根轨迹，根轨迹条件方程，控制系统根轨迹图；
绘制根轨迹图的基本法则；控制系统根轨迹绘制；控制系统根轨迹法分析
（五）频率分析法：
频率特性基本概念；频率特性的数学表示及作图；幅频特性，相频特性；典
型环节频率特性；控制系统开环频率特性作图；频域稳定性判据；伯德图上的稳
定性判据；稳定裕度：幅值裕度，相位裕度；由开环频率特性确定系统的稳态性
能；由开环频率特性确定系统动态性能。
（六）控制系统校正方法
系统校正基础；性能指标，稳态性能指标，动态性能指标，校正结构；根轨
迹法校正：积分校正，微分校正，微分-积分校正特点及校正方法；频率法校正；
超前校正，滞后校正，超前-滞后校正的特点及校正方法；参考模型法校正，二
阶参考模型校正，四阶参考模型校正；频率法反馈校正。
二、考试要求
（一）自动控制系统概述：
（1）深入理解并掌握自动控制系统的组成及定义，受控对象、参考输入、
控制量、输出量、偏差信号、扰动信号、前向通道、反馈通道、控制器等概念。
（2）深入理解并掌握系统响应、动态过程、稳态过程，控制系统设计原则
和方法。
（3）熟练掌握开环控制与闭环控制，恒值控制系统与随动控制系统；线性
系统与非线性系统；连续系统与离散系统特点。
（4）了解执行元件、比较元件，定值元件、测量变送元件。
（二）控制系统的数学描述方法：
（1）深入理解并掌握控制系统传递函数典型环节；比例环节、积分环节、
微分环节、一阶惯性环节、二阶振荡环节、延迟环节物理意义；单位反馈控制系
统、开环传递函数、闭环传递函数、系统输出、误差传递函数形成；比例、积分、
微分控制含义和方法。
（2）熟练掌握系统传递函数建立、化简。
（3）理解并掌握拉氏变换法求解微分方程；非线性微分方程的线性化方法。
传递函数定义、性质。
（4）掌握控制系统的微分方程建立；拉氏变换及应用。
（5）了解动态结构图建立。
（三）控制系统的时域分析:
（1）熟练掌握控制系统性能指标：上升时间、峰值时间、超调量、调节时
间、稳态误差的计算。
（2）深入理解二阶系统的数学模型，过阻尼运动，临界阻尼运动，欠阻尼
运动，无阻尼运动特点。
（3）熟练掌握系统响应：单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应分
析。
（4）理解并掌握系统实验信号；单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡
信号、单位均匀加速信号、单位正弦信号使用。
（5）理解并掌握二阶系统响应特性改善方法。
（6）熟练掌握一阶系统分析；二阶系统分析。
（7）理解并掌握控制系统稳态误差分析。
（8）熟练掌握代数稳定性判据；劳斯判据，赫尔维次判据，林纳得。奇帕
特判据。
（四）轨迹法:
（1）理解并掌握根轨迹法基本概念；控制系统根轨迹，根轨迹条件方程。
（2）熟练掌握绘制根轨迹图的基本法则；控制系统根轨迹绘制。
（3）熟练掌握控制系统根轨迹分析方法。
（五）频率分析法：
（1）理解并掌握频率特性基本概念，幅频特性，相频特性物理意义。
（2）熟练掌握频率特性的幅频特性，相频特性伯德图制作。
（3）熟练掌握控制系统开环频率特性作图，伯德图上的稳定性判据；稳定
裕度：幅值裕度，相位裕度。
（4）了解由开环频率特性确定系统的稳态性能；由开环频率特性确定系统
动态性能。
（六）控制系统校正方法：
（1）熟练掌握频率法校正；超前校正，滞后校正特点及校正方法。
（2）理解掌握系统校正基础；性能指标，稳态性能指标，动态性能指标，
校正结构。
（3）了解根轨迹法校正：积分校正，微分校正，微分-积分校正特点及校正
方法。
（4）了解参考模型法校正，二阶参考模型校正，四阶参考模型校正；频率
法反馈校正方法。
三、题型
（一）选择题（10 分）：主要考察基本概念、基本术语等。
（二）填空题（10 分）：主要考察自动控制基础理论等。
（三）简答题（5 小题，每小题 6 分，共 30 分）：以书后思考题为例，考
察自动控制系统设计与分析中包含的主要问题。
（四）计算题（5 小题，每小题 10 分，共 50 分）：以简单计算题为主。
（六）计算题（20 分）：考察自动控制原理分析能力，主要章节每章各一
题。
（七）设计题（20 分）：考察自动控制原理设计能力
（八）综合题（10 分）：考察自动控制原理分析与设计能力