考试大纲

科目代码：817

科目名称：自动控制原理

第一部分  目标与基本要求

1.      目标

本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。

2．基本要求

考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。要求理解、掌握：控制系统传递函数和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析；根轨迹法；频域法；系统串联校正的设计方法；线性离散系统的分析；系统状态空间建模及其求解；系统可控性和可观测性；线性定常系统状态反馈及观测器设计；李雅普诺夫稳定性理论。

第二部分 内容与考核目标

1.      自动控制的一般概念

(1).   掌握基本控制方式；

(2).   熟悉自动控制的性能要求；

(3).   掌握反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。

2. 控制系统的数学模型

(1).   掌握动态方程建立方法；

(2).   掌握结构图的等效变换方法；

(3).   掌握信号流图及梅逊公式及应用。

3. 线性系统的时域分析法

(1).   掌握一、二阶系统的时域分析与计算；

(2).   掌握系统稳定性的概念及判别法则；

(3).   理解结构参数对系统响应的影响；

(4).   稳态误差的计算及一般规律。

4．线性系统的根轨迹法

(1).                 掌握根轨迹的概念与根轨迹方程；

(2).                 掌握根轨迹的绘制法则；

(3).                 掌握零、极点分布与阶跃响应性能的关系；

(4).                 理解主导极点与偶极子的概念。

5．线性系统的频域分析法

(1).                 熟悉线性系统的频率响应、典型环节的频率响应、系统开环的频率响应；

(2).   掌握频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据的运用以及稳定裕度的计算；

(3).   了解信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念，开环频 率响应与阶跃响应的关系；

(4).                 了解三频段（低频段，中频段和高频段）的分析方法；

6．线性系统的校正方法

(1).                 掌握系统设计问题概述，串联校正特性及作用：

(2).                 掌握串联超前、滞后及PID校正设计的频率法。

7．线性离散系统的分析

(1).   理解离散系统的基本概念；

(2).   掌握离散系统数学模型：差分方程和脉冲传递函数；

(3).   掌握离散系统稳定性分析方法及稳定性判据；

(4).   掌握离散系统稳态误差及动态性能分析。

8．线性系统的状态空间分析与综合

(1).                 理解状态空间分析法的基本概念；

(2).                 掌握状态空间表达式的建立及求解；

(3).   掌握线性系统可控性与可观性的基本概念及判据；掌握可控标准型与可观标准型；

(4).                 理解线性系统规范分解的作用与意义，理解规范分解的一般方法；

(5).                 掌握线性定常系统的状态反馈极点配置及状态观测器设计；

(6).                 了解李雅普洛夫意义稳定性的基本概念及系统稳定性分析。

第三部分  有关说明与实施要求

1．命题说明

本课程对各考点的能力要求分为三个层次用相关词语描述：

较低要求——了解、明确；

一般要求——理解、熟悉；

较高要求——掌握、应用。

命题考试实施要求：

（1）本课程的命题考试根据本大纲规定的考试内容来确定。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容、难易程度。

（2）题型主要以计算题为主。

（3）试题难易度分为易、较易、较难、难四级，试卷中四级难易度题目分数比例一般为2：3：4：1 。

2．参考书目:

（1）胡寿松. 自动控制原理（第6版）. 北京： 科学出版社，2013.
（2）吴麒，王诗宓. 自动控制原理 （第2版）. 北京：清华大学出版社，2006.

3. 其他规定：考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。