2021昆明理工大學(xué)自動控制原理專業(yè)研究生考試大綱 正文

第一部分 考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
一.試卷滿分及考試時間
試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。
二.答題方式
答題方式為閉卷、筆試。
三.試卷的內(nèi)容結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)理論與概念部分，約占 30%。
理論分析與計算部分，約占 50%。
綜合分析與設(shè)計部分，約占 20%。
四.試卷題型結(jié)構(gòu)
填空、選擇題          30%
論述、分析與計算題    50%
綜合分析設(shè)計題        20%
 合計150分
 
第二部分 考察的知識及范圍
 
 
第一章  自動控制系統(tǒng)的基本概念  
內(nèi)容：
1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)
1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)
1.3 自動控制系統(tǒng)的類型
1.4 自動控制系統(tǒng)的性能指標
重點掌握：
    1、明確自動控制的任務(wù)和有關(guān)自動控制的基本概念；
    2、正確理解三種控制方式及特點（閉環(huán)、開環(huán)、復(fù)合）。
一般掌握：
    1、根據(jù)系統(tǒng)工作原理圖畫系統(tǒng)原理方框圖的方法、并能判別系統(tǒng)的控制方式；
    2、通過自動控制系統(tǒng)示例，建立起“自動控制”和“動態(tài)”概念；
    3、正確認識對控制系統(tǒng)的性能要求。
了解：
    自動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
    
第二章  自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  
內(nèi)容：
2.1 動態(tài)微分方程式的編寫
2.2 非線性數(shù)學(xué)模型線性化
2.3 傳遞函數(shù)
2.4 系統(tǒng)傳遞函數(shù)和結(jié)構(gòu)圖的等效變換
2.5 信號流圖
重點掌握：
    1、熟練掌握由系統(tǒng)微分方程組建立動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的方法；
    2、熟練掌握結(jié)構(gòu)圖與信號流圖變換的基本法則及梅遜公式應(yīng)用；
    3、正確理解由傳遞函數(shù)派生出來的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、對控制信號和對干擾的傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)以及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)等概念與表示形式。
一般掌握：
    正確理解傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)及意義。
了解：
    動態(tài)微分方程建立的一般方法及小偏差線性化的概念與方法。
    
第三章  自動控制系統(tǒng)的時域分析法 
內(nèi)容：
3.1 自動控制系統(tǒng)的時域指標
3.2 一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.3 二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
3.4 高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)
3.5 自動控制系統(tǒng)的代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)
3.6 穩(wěn)態(tài)誤差
重點掌握：
    1、熟悉拉氏變換的基本定理，熟記典型信號的拉氏變換式，掌握較復(fù)雜信號的分解計算，掌握用拉氏變換求解微分方程的方法；
    2、掌握一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和典型響應(yīng)的特點，能熟練計算性能指標和結(jié)構(gòu)參數(shù)；
    3、牢固掌握二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和階躍響應(yīng)的特點，能熟練計算（欠阻尼時)性能指標和結(jié)構(gòu)函數(shù)；
    4、正確理解典型響應(yīng)的性能指標（超調(diào)量％、上升時間、峰值時間、調(diào)節(jié)時間、穩(wěn)態(tài)誤差），系統(tǒng)的型別和動態(tài)誤差系數(shù)kp、kv、ka等概念與關(guān)系；
    5、正確理解漸進穩(wěn)定性和穩(wěn)定判據(jù)，能用判據(jù)判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性和進行參數(shù)計算分析；
    6、明確終值定理的使用條件，正確理解穩(wěn)態(tài)誤差的定義和重視誤差的規(guī)律，能熟練掌握穩(wěn)態(tài)誤差的計算。
一般掌握：
    1、正確理解單位階躍響應(yīng)、單位斜坡響應(yīng)和單位脈沖響應(yīng)及其關(guān)系；
    2、典型初始狀態(tài)。
了解：
    理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的本質(zhì)。
 
第四章   根軌跡法 
內(nèi)容：
4.1 根軌跡法的基本概念
4.2 根軌跡的繪制法則
4.3 用根軌跡法分析系統(tǒng)的暫態(tài)特性
重點掌握：
    1、熟記根軌跡繪制法則，尤其是實軸上根軌跡的確定、分離點（會合點）、根軌跡與虛軸交點的確定及漸近線的計算方法；
    2、掌握簡單系統(tǒng)（二、三階及帶零點）根軌跡的繪制方法；
    3、會應(yīng)用幅值方程求定點的K值；
4、正確理解開環(huán)零極點，閉環(huán)零極點與根軌跡分布的關(guān)系；
5、正確理解根軌跡與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系；
6、掌握常規(guī)根軌跡和廣義根軌跡的含義。
一般掌握：
    1、正確理解主導(dǎo)極點和偶極子等重要概念，會用主導(dǎo)極點的概念估算系統(tǒng)的性能指標；
    2、明確根軌跡的起始角、終止角（分離角、會合角）等概念；
    3、明確閉環(huán)零、極點的分布和系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系；
    4、正確理解根軌跡法校正系統(tǒng)的方法和作用。
了解：
    1、根軌跡方程的推導(dǎo)與證明；
    2、系統(tǒng)中其它參數(shù)變化時繪制根軌跡的基本思路和方法。
 
第五章  頻率法
內(nèi)容：
5.1 頻率特性的基本概念
5.2 頻率特性的表示方法
5.3 典型環(huán)節(jié)的頻率特性
5.4 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制
5.5 用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
5.6 系統(tǒng)暫態(tài)特性和開環(huán)頻率特性的關(guān)系
5.7 閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性
5.8 系統(tǒng)暫態(tài)特性和閉環(huán)頻率特性的關(guān)系
重點掌握：
    1、正確理解頻率特性的物理意義、教學(xué)本質(zhì)及定義；
    2、熟練掌握典型環(huán)節(jié)頻率特性，包括幅相頻率特性，幅頻特性、相頻特性、對數(shù)幅頻特性的解析式、曲線形狀及特征點和特征量；
    3、熟練掌握由環(huán)節(jié)及系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制開環(huán)對數(shù)漸近幅頻特性曲線及相頻曲線的方法；
    4、明確最小相位的概念，熟練掌握由具有最小相位性質(zhì)的環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線反求傳遞函數(shù)的方法；
    5、熟練掌握運用奈氏判據(jù)和對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法；
    6、明確穩(wěn)定裕量的概念，并能熟練的運用解析法和圖解法計算穩(wěn)定裕度和臨界增益。
一般掌握：
    1、明確三頻段的概念；
    2、明確諧振峰值、截止頻率、頻帶寬、相位裕量、幅值裕量等概念及其與控制系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系。
了解：
    穩(wěn)定判據(jù)的證明。
 
第六章    用頻率法設(shè)計系統(tǒng) 
內(nèi)容：
6.1 控制系統(tǒng)校正的一般概念
6.2 串聯(lián)校正
6.3 反饋校正
6.4 前饋校正
重點掌握：
    1、超前、滯后、滯后－超前等串連校正的特點及其對系統(tǒng)響應(yīng)性能的影響；
    2、以二階參考模型設(shè)計串聯(lián)校正裝置的方法；
    3、正確理解反饋校正和前饋校正的特點及其作用；
    4、掌握利用系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)漸近幅頻曲線分析校正裝置對系統(tǒng)性能的影響。
一般掌握：
    1、正確理解控制系統(tǒng)校正的概念，明確系統(tǒng)校正的方式和校正的本質(zhì)；
    2、明確P、I、D基本控制律，正確理解他們在改善系統(tǒng)性能中的作用；
    3、熟悉幾種典型的無源及有源校正裝置。
了解：
    通過設(shè)計實例，了解控制系統(tǒng)設(shè)計的主要過程。
    
第七章   線性離散系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 
內(nèi)容：
8.1 概述
8.2 離散時間函數(shù)的數(shù)學(xué)表達式及采樣定理
8.3 Z變換
8.4 線性常系數(shù)差分方程
8.5 脈沖傳遞函數(shù)
8.6 采樣控制系統(tǒng)的時域分析
重點掌握：
    1、明確采樣系統(tǒng)的有關(guān)概念及采樣系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)的主要區(qū)別；
    2、明確z變換、z反變換的概念及主要性質(zhì)；
    3、熟記采樣定理，明確采樣周期對采樣系統(tǒng)的影響；
    4、明確零階保持器的含義、作用，熟記零階保持器的傳遞函數(shù)、頻率特性及特點；
    5、明確脈沖傳遞函數(shù)的概念，掌握求取采樣系統(tǒng)的開環(huán)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的方法。
一般掌握：
    1、正確理解采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性的含義、熟悉采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，熟悉計算采樣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法；
    2、正確理解采樣系統(tǒng)極點分布與瞬態(tài)響應(yīng)之間的關(guān)系。
了解：
    采樣系統(tǒng)的根軌跡分析與頻率域分析。
   
第八章   非線性系統(tǒng)
內(nèi)容：
7.1 非線性系統(tǒng)的動態(tài)過程的特點
7.2 非線性環(huán)節(jié)及其對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
7.3 非線性特性的描述函數(shù)法
7.4 改善非線性系統(tǒng)性能的措施及非線性特性的利用
重點掌握：
    正確理解描述函數(shù)的概念，明確用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的前提。
一般掌握：
    1、理解非線性系統(tǒng)動態(tài)過程的特點；
    2、理解典型非線性特性的描述函數(shù)及用描述函數(shù)法的基本假設(shè)；
    3、理解用描述函數(shù)法計算系統(tǒng)自振參數(shù)及判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。
了解：
    相平面的概念與方法。
 

昆明理工大學(xué)

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