《自動控制原理》考試大綱

全面掌握自動控制的基本概念與原理，深入理解與掌握自動控制系統分析、綜合設計的基本方法，并能用這些基本的原理與方法去分析問題、解決問題。

考核內容：

1.自動控制的基本概念

1)自動控制、自動控制系統的基本概念以及自動控制系統的三種基本控制方式;

2)能夠根據自動控制系統的原理示意圖，分析系統的工作原理并繪制系統的方塊圖;

3)能夠理解自動控制系統的分類以及自動控制系統的基本要求。

2.控制系統的數學模型

1)掌握控制系統的時域數學模型、復數域數學模型的建立方法;

2)能夠繪制系統的結構圖，并能夠根據結構圖求系統的閉環傳遞函數、誤差傳遞函數及干擾信號作用下的閉環傳遞函數等。

3.線性系統的時域分析法

1)掌握系統性能指標的定義;

2)掌握系統穩定性的概念、系統穩定的充要條件、勞斯(Routh)穩定判據及其應用;

3)掌握一階、二階系統的動態性能分析及動態性能指標的計算，掌握二階系統性能的改善方法;

4)掌握閉環主導極點的概念，了解高階系統動態性能的分析方法;

5)掌握穩態誤差的定義，并能夠進行穩態誤差的定量計算或定性分析。

4.線性系統的根軌跡法

1)掌握根軌跡的概念以及根軌跡與系統性能的關系;

2)掌握根軌跡繪制的基本法則，能夠繪制系統的根軌跡;

3)掌握參數根軌跡和零度根軌跡的概念及繪制方法;

4)能夠利用根軌跡法分析系統的性能。

5.線性系統的頻域分析法

1)理解頻率特性的定義、物理意義及其幾何表示方法;

2)掌握典型環節的頻率特性;

3)能夠繪制系統的開環對數頻率特性曲線(Bode圖)及幅相頻率特性曲線(Nyquist);

4)能夠利用奈奎斯特穩定判據、對數頻率穩定判據判斷閉環系統的穩定性;

5)掌握相角裕度和幅值裕度的定義及其求取方法，以及它們與系統性能的關系;

6)掌握三頻段理論、開環頻率特性與閉環系統性能之間的關系。

6.線性系統的校正方法

1)正確理解控制系統校正的基本概念、校正方式、常用校正裝置的特性;

2)掌握串聯超前校正、滯后校正、滯后-超前校正網絡的校正原理及設計方法;

3)能夠根據希望頻率特性曲線確定最小相位系統的校正裝置;

4)掌握前饋校正及復合校正的基本思路與方法。

7.線性離散系統的分析與校正

1)掌握離散系統的基本概念，信號的采樣與保持;

2)掌握z變換及z反變換;

3)掌握離散系統差分方程、脈沖傳遞函數(z傳遞函數)等數學模型，能夠根據離散系統的結構圖求系統脈沖傳遞函數;

4)掌握離散系統的穩定性分析方法及影響離散系統穩定性的因素;

5)掌握離散系統的穩態誤差計算及分析方法;

6)了解離散系統的動態性能分析方法;

7)掌握最少拍系統的概念及設計方法。

8.非線性控制系統分析

1)掌握非線性系統的基本概念，了解常見非線性特性及其對系統運動的影響;

2)正確理解相平面法的概念，掌握相軌跡的繪制方法，能夠繪制系統的相軌跡并分析系統的性能;

3)掌握描述函數的概念，能夠用描述函數法分析非線性系統的穩定性及自激振蕩，并能夠計算自激振蕩的振幅和頻率。

參考書目：

[1]《自動控制原理》(第七版)胡壽松，科學出版社，2019年

[2]《自動控制原理》(第三版)王萬良，高等教育出版社，2020年