2022年江蘇海洋大學碩士研究生考試科目《自動控制原理》考試大綱及參考書目 正文

一、考試形式與試卷結構
1、 試卷滿分及考試時間
試卷滿分為100分，考試時間為120分鐘（2個小時）。
2、 答題方式
答題方式為閉卷筆試，允許使用具有三角函數(shù)和復數(shù)運算功能的計算器。
注：不得使用帶有公式與文本存儲功能的計算器。
3、 試卷題型結構
經(jīng)典控制理論測試占 80%，現(xiàn)代控制理論測試占 20%。
命題著重考察考生對基本概念和基本理論的掌握情況，以及對基本方法的運用能力。

考試內容	自動控制系統(tǒng)的基本概念	大約占比10％
	線性控制系統(tǒng)的時域分析	大約占比15％
	線性控制系統(tǒng)的根軌跡	大約占比10％
	線性控制系統(tǒng)的頻域分析	大約占比15％
	線性控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正	大約占比15％
	線性離散系統(tǒng)分析	大約占比15％
	現(xiàn)代控制理論	大約占比20％
考試題型	基本概念題（選擇、填空）	10％~15%
	計算題	45％~55%
	綜合題	25％~35%

 
二、考試范圍與考試要求
1.自動控制的一般概念：
自動控制的基本原理；控制系統(tǒng)的組成與分類；根據(jù)工作原理圖繪制系統(tǒng)方框圖。
重點：系統(tǒng)和反饋的概念；負反饋控制的基本原理；被控對象、被控量和給定量之間的關系；控制系統(tǒng)的性能要求。
2、控制系統(tǒng)數(shù)學模型
控制系統(tǒng)的時域數(shù)學模型：微分方程的建立；
控制系統(tǒng)的復域數(shù)學模型：線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)；
控制系統(tǒng)的結構圖；結構圖的繪制、結構圖的化簡；信號流圖的基本概念；梅遜增益公式。
重點：線性系統(tǒng)傳遞函數(shù)的基本概念及其特性，微分方程的建立，結構圖的繪制，傳遞函數(shù)的求取（結構圖的化簡、梅遜增益公式）。
3、線性系統(tǒng)時域分析法
一階系統(tǒng)的時域分析；二階系統(tǒng)的時域分析；高階系統(tǒng)的定性分析（高階系統(tǒng)的主導極點及偶極子的概念）；線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析；線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算；
重點：階躍輸入下的一階系統(tǒng)的時域性能指標、二階系統(tǒng)的時域性能指標及其響應曲線的分析與系統(tǒng)結構參數(shù)計算，線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)，線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算。
4、線性系統(tǒng)根軌跡法
根軌跡的基本概念；常規(guī)根軌跡的繪制；根據(jù)根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
5、線性系統(tǒng)頻域分析法
頻率特性基本的概念、定義，典型環(huán)節(jié)和開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性；奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)定裕度的概念及其計算，了解開環(huán)頻域指標與系統(tǒng)時域指標的關系。
重點：頻率特性基本的概念、定義，系統(tǒng)開環(huán)Nyquist圖的繪制、Bode圖的繪制，Nyquist、Bode穩(wěn)定判據(jù)，穩(wěn)定裕度的概念及其計算。
6、控制系統(tǒng)的校正：
校正的基本概念；典型校正裝置；頻率法串聯(lián)校正；復合校正。
重點：校正的基本概念；串聯(lián)校正（超前校正、遲后校正及遲后-超前校正）的作用及其設計（頻域法）；復合校正的概念、作用及其設計。
7.線性離散系統(tǒng)
離散系統(tǒng)的基本概念；Z變換理論；離散系統(tǒng)的數(shù)學模型；離散系統(tǒng)的時域分析；
重點：離散系統(tǒng)的結構圖與脈沖傳遞函數(shù)；離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析；離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與穩(wěn)態(tài)誤差。
8、現(xiàn)代控制理論
（1）線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
     狀態(tài)空間表達式及其建立，傳遞函數(shù)陣，狀態(tài)方程的線性變換；
（2）線性控制系統(tǒng)的運動分析
     狀態(tài)轉移矩陣的定義及其求解；線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的解；
（3）線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
     線性控制系統(tǒng)的能控性與能觀性的定義及其判別；
（4）控制系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
    理解李雅普諾夫穩(wěn)定性的定義、理論，線性系統(tǒng)李雅普諾夫穩(wěn)定性分析；
（5）控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計
狀態(tài)反饋和輸出反饋，狀態(tài)反饋及其極點配置，狀態(tài)觀測器及其極點配置，帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)。
重點：線性定常連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的建立，傳遞函數(shù)矩陣及其實現(xiàn)，狀態(tài)空間表達式的線性變換及標準型實現(xiàn)（對角標準型、約當標準形）；線性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解方法；判定系統(tǒng)可控性與可觀測性的充要條件及有關方法；極點配置，按系統(tǒng)指標要求確定狀態(tài)反饋矩陣K的方法，觀測器的存在及其極點配置方法，以及二者組合帶狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)；用李亞普諾夫第一法（間接法）與第二法（直接發(fā)）判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。
 
三、參考書目
王劃一，楊西俠編著，《自動控制原理》（第二版或第三板），國防工業(yè)出版社；
王新生，曲延濱編，《現(xiàn)代控制理論基礎》（第二版）哈爾濱工業(yè)大學出版社。

江蘇海洋大學

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