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【科目名稱】 自動控制原理
【科目編號】806
【考試用具及特殊說明】無
【主要內容】
一、基本要求
1.要求考生了解自動控制的基本概念，掌握建立自動控制系統數學模 型的基本方法。特別要熟悉用結構圖、信號流圖、頻率特性求取傳遞 函數的方法。
2. 掌握使用時域分析法、根軌跡法和頻域法對自動控制系統進行分析 和綜合。
3. 以狀態空間理論為基礎，掌握線性系統的狀態空間分析方法。
二、考試形式與試卷結構
1.試卷成績及考試時間
本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分鐘。
2.答題方式
閉卷、筆試。
3.參考教材
《自動控制原理》(第八版)，作者：胡壽松、姜斌、張紹杰，科學 出版社，2023.08
4. 題型結構
(1)填空題：5 小題，每小題 3 分，共 15 分; (2)選擇題：5 小題，每小題 3 分，共 15 分;
(3)分析題：2 小題，每小題 15 分，共 30 分;
(4)計算題：3 小題，每小題 15 分，共 45 分;
(5)綜合應用題：3 小題，每小題 15 分，共 45 分。
三、考試范圍
1. 自動控制系統的一般概念
了解基本概念：控制、 自動控制、 自動控制系統、反饋控制等。 了解自動控制系統的組成，了解自動控制系統分類的幾種形式。
掌握反饋控制的特點，正確理解和掌握負反饋控制原理，能夠確 定控制系統的被控對象、被控量和給定量。掌握根據工作原理圖繪制 系統框圖(結構圖)的方法。
掌握控制系統的典型輸入信號，熟記時間域的表達形式及其拉氏 變換的表達形式。
2. 自動控制系統的數學模型
了解建立系統微分方程的一般方法，掌握運用拉氏變換解微分方 程的方法。
掌握控制系統數學模型的各種表達形式及其它們之間的相互轉 換。牢固掌握傳遞函數的概念、定義和性質，掌握從不同途徑求傳遞 函數的方法。
能夠熟練地進行框圖(結構圖)的等效變換，從而求出系統的傳 遞函數。
掌握信號流程圖的繪制方法，明確框圖(結構圖)與信號流程圖間的對應關系，即通過框圖(結構圖)繪制出系統的信號流程圖。能 夠運用梅遜公式求控制系統的總增益。
3. 自動控制系統的時域法分析
了解時間域分析法的特點。
牢固掌握一階系統、二階系統的數學模型及其典型響應的特點， 能熟練確定一階系統和二階系統的特征參數。重點掌握二階欠阻尼系 統的單位階躍響應。
了解控制系統性能指標的含義，明確上升時間、最大超調量、峰 值時間、過度過程時間和震蕩次數的有關定義及其計算公式，牢固掌 握一階系統及二階欠阻尼系統動態性能計算方法。
了解典型欠阻尼二階系統的特征參數，了解極點位置與動態性能 間的相互關系，了解附加閉環零極點對動態性能的影響。了解高階系 統的主導極點分析法，正確理解主導極點的概念，會估算高階系統動 態性能指標。
正確理解有關穩態誤差的概念，了解終值定理應用的限制條件， 牢固掌握計算穩態誤差的一般方法，牢固掌握靜態誤差系數及其應用 的限制條件。能夠掌握系統動態誤差的計算方法。
4. 自動控制系統的頻域法分析
了解頻率域分析法的特點。了解幅頻特性、相頻特性和頻率特性 的概念，了解什么是對數頻率特性。運用頻率特性的方法分析系統的 穩態響應。
掌握 Nyquist 曲線的繪制方法，能夠繪制出簡單系統的Nyquist 曲線圖。
掌握Bode 的繪制方法，能夠熟練地繪制Bode 圖。
能夠進行相位裕量、幅值裕量的計算。了解閉環頻率特性的基本 知識和有關指標，能進行系統指標的近似估算。
能夠用實驗數據確定系統的傳遞函數，或由Bode 圖得到系統的 傳遞函數。
5. 自動控制系統的根軌跡
了解根軌跡分析法的特點。正確理解根軌跡的概念，掌握根軌跡 繪制的各種基本法則，重點掌握根軌跡的繪制方法，能熟練繪制系統 的根軌跡。
熟練應用等效開環傳遞函數概念，繪制參數根軌跡和零度根軌 跡。根據根軌跡定性分析，分析控制系統指標隨參數變化的發展趨勢。
掌握根軌跡法穩定性的分析，通過系統的根軌跡分析穩定性，求 出穩定時的 K 的取值范圍。
6. 自動控制系統的穩定性分析
掌握穩定性的代數判別法，正確理解系統穩定性概念及穩定的充 要條件，能熟練運用代數穩定判據判定系統的穩定性，并進行有關的 分析計算。
掌握勞斯(Routh)穩定性判據，包括正常情況和兩種特殊情況。 掌握霍爾維茲穩定性判據。了解穩定性的頻率域和根軌跡法的判別。
7.控制系統的校正
了解校正的意義，一般掌握控制系統的校正方法。明確常用的校 正裝置，掌握超前校正裝置的特性，掌握遲后校正裝置的特性。能夠 對控制系統進行簡單的校正。
8.非線性控制系統
非線性的特點是什么，非線性和線性的主要區別在那里。典型非 線性特性，主要指的有哪些。
了解相平面法，能繪制簡單系統的相平面圖，并結合相平面圖分 析系統。
掌握描述函數的概念，了解典型非線性的描述函數。
了解非線性系統的典型結構，并能夠把非線性系統轉化為典型結 構的形式。
掌握判斷非線性系統穩定性的方法。判斷非線性系統是否產生自 振，對存在自振的非線性系統，能夠計算出自振的頻率和振幅。
9.采樣控制系統
了解采樣控制系統特點及其應用，了解采樣開關和采樣定理。 了 解常見采樣控制系統的結構圖。
了解 Z 變換和 Z 反變換的概念，掌握 Z 變換的計算(變換) 公式，并能夠記憶常用信號的 Z 變換和 Z 反變換。
明確脈沖傳遞函數的概念，掌握閉環采樣系統脈沖傳遞函數的求 法。
10.狀態空間法分析
明確控制系統的狀態方程表示法，能夠化狀態方程為各種標準形 式。掌握傳遞函數和狀態方程的相互轉換。
掌握系統的能控性和能觀測性的概念，能夠判斷系統的能控性和 能觀測性。了解輸出能控性的概念及其判別。
掌握輸出反饋的控制方法，重點掌握狀態反饋的控制方法，并能夠利用狀態反饋進行極點的任意配置。 了解狀態觀測器設計的有關方法。
原標題：2025年沈陽大學碩士研究生初試自命題考試大綱
文章來源：https://yjs.syu.edu.cn/info/1020/3643.htm
