814自动控制理论(2011年)

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1、2011年自动控制理论入学考试辅导资料2011年硕士生入学考试课程大纲一、考试科目：自动控制理论(814)二、考试方式：考试采用笔试方式；考试时间为180分钟；试卷满分150分。三、试卷结构与分数比重：1、试卷结构：填空题、计算题、分析讨论题。2、分数比例：经典部分80%，现代部分20%。四、考查的知识范围：1、总体要求自动控制理论由自动控制原理和现代控制理论两部分构成。考试内容为:控制系统的数学模型建立，自动控制系统的时域、根轨迹、频域分析，自动控制系统的动态、稳态性能，控制器设计。状态空间描述、能控性能观测性、极点配置、观测器设计等。考查学生对自动控制系统进行分析和综合设计的

2、能力。2、考试的内容(1)线性定常连续时间系统的数学模型掌握：线性连续时间系统的概念；线性连续时间系统的状态空间模型、微分方程模型、传递函数模型、方框图模型和信号流图模型；数学模型间的转换；方框图的化简；Mason增益公式。(2)线性定常连续时间系统的时域相应掌握：典型输入信号；由传递函数求系统的响应；系统的极点；一阶系统的响应；二阶系统的响应及时域性能指标。了解：高阶系统的响应；主导极点的概念。(3)线性定常连续时间系统的稳定性分析和稳态响应分析掌握：线性定常连续时间系统的稳定性的基本概念；稳定性判据；稳态误差分析。(4)线性定常连续时间系统的根轨迹方法掌握：根轨迹的基本概念；

3、绘制根轨迹的基本条件和规则；控制系统的根轨迹分析；广义根轨迹。理解：控制系统的根轨迹校正方法及其原理。(5)线性定常连续时间系统的频率响应方法掌握：频率响应的基本概念；典型环节的频率响应；开环系统的的频率响应；频率响应的图示法；最小相位系统；由频率响应求传递函数；基于开环频率响应的稳定性判据；稳定性裕量。理解：闭环频率特性；基于频率响应的控制系统的串联校正。(6)线性定常连续时间系统的状态空间方法掌握：状态转移矩阵的求取及其性质；状态方程的解；可控性和可观测性的基本概念及其判据；状态空间表达式的规范型；状态空间的分解；可镇定性和可检测性；状态反馈与极点配置；状态观测器的设计；带状

4、态观测器的状态反馈。(7)线性定常采样控制系统掌握：连续时间信号的采样与复现；采样定理；零阶保持器；z变换；采样系统的脉冲传递函数；采样系统的响应；稳定性分析；稳态误差分析。了解：采样系统的PID控制器的设计；最少拍采样控制系统的设计。(8)非线性系统分析掌握：非线性系统的数学模型；系统的平衡态及其稳定性；描述函数法；自激振荡的参数的求取和稳定性分析。了解：非线性系统的特殊现象；相平面分析方法。(9)李亚普诺夫稳定性分析掌握：李亚普诺夫稳定性基本理论；线性系统的李亚普诺夫稳定性分析；李亚普诺夫方法在非线性系统中的应用。五、主要参考教材（参考书目）1．自动控制原理，国防工业出版社，

5、胡寿松2．自动控制原理，电子工业出版社，谢克明，2006年6月第二版3．现代控制理论，电子工业出版社，王宏华，2007年10月第一版自动控制原理学习要点指导专题一：基础基本概念较全面地了解控制理论课程的全貌，为今后进行研究给出一些专业术语及定义。1、要求（1）明确自动控制，正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等概念。（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制。（3）掌握由系统工作原理图画方框图的方法，并正确判别系统的控制方式。（4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式。（5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。2

6、．提要（1）几个重要概念自动控制在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象的被控量自动地按预先给定的规律去运行。自动控制系统指被控对象和控制装置的总体。这里控制装置是一个广义的名词，主要是指以控制器为核心的一系列附加装置的总和。共同构成控制系统，对被控对象的状态实行自动控制，有时又泛称为控制器或调节器。自动控制系统负反馈原理把被控量反送到系统的输入端与给定量进行比较，利用偏差引起控制器产生控制量，以减小或消除偏差。（2）三种基本控制方式实现自动控制的基本途径有二：开环和闭环。实现自动控制的主要原则有三：主反馈原则——按被控量偏差实行控制。补偿原则——按给定或扰动实行硬调或补偿

7、控制。复合控制原则——闭环为主开环为辅的组合控制。（3）系统分类的重点重点掌握线性与非线性系统的分类，特别对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。线性系统非线性系统（4）正确绘制系统方框图绘制系统方框图一般遵循以下步骤：①搞清系统的工作原理，正确判别系统的控制方式。②正确找出系统的被控对象及控制装置所包含的各功能元件。③确定外部变量（即给定值、被控量和干扰量），然后按典型系统方框图的连接模式将各部分连接起来。（5）对自控系统的要求对自控系统的要求用语言叙述就是两句话：要求输出