2021上海理工大学867自动控制原理综合研究生考试大纲

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2021上海理工大学867自动控制原理综合研究生考试大纲正文

上海理工大学硕士研究生入学
《自动控制原理综合》考试大纲
 
参考书目：胡寿松，《自动控制原理》（第五版），科学出版社，2007年
 
一、 考试大纲
 
1. 自动控制的一般概念
主要内容：自动控制的基本原理（反馈）；自动控制系统的基本组成、基本控制方式（开环、闭环）；自动控制系统的基本要求：稳、快、准。
基本要求：反馈控制的概念；由给定物理系统原理图建立控制系统方块图。
 
2. 控制系统的数学模型
主要内容：微分方程；传递函数；控制系统结构图与信号流图。
基本要求：传递函数的定义；典型环节的传递函数；结构图等效变换法则；信号流图的绘制；用梅逊公式求闭环系统的传递函数。
 
3. 时域分析法
主要内容：控制系统时间响应的动态、静态性能指标；一阶、二阶系统的时域分析；线性系统的稳定性分析；稳态误差。
基本要求：一阶、二阶系统的典型响应（以阶跃响应为主）；性能指标的分析与计算；稳定性的概念；线性系统稳定的充要条件；应用劳斯-赫尔维茨判据判断系统稳定性；系统稳态误差的定义、计算及一般规律。
 
4. 根轨迹法
主要内容：根轨迹法的基本概念、基本任务；根轨迹绘制的基本法则；广义根轨迹；系统性能的分析。
基本要求：根轨迹方程；根轨迹的绘制；广义根轨迹的绘制；主导极点；利用根轨迹分析系统的性能。
 
5. 线性系统频域分析法
主要内容：频率特性；频率域稳定判据；稳定裕度；闭环系统的频域指标。
基本要求：频率特性的概念；典型环节和开环系统的频率响应曲线(Nyquist曲线和对数幅频渐近特性曲线)的绘制；Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据的应用；幅值裕度和相角裕度的计算；最小相位系统、截止频率、穿越频率、带宽等概念。
 
 
6. 线性系统的校正方法
主要内容：系统的设计与校正；常用校正装置及其特性；串联校正；反馈校正；复合校正；控制系统校正设计
基本要求：系统带宽的确定及基本控制规律；无源校正网络，有源校正装置，及PID控制器；串联校正；反馈校正；复合校正；控制系统校正设计
7. 线性离散系统分析法
主要内容：Z变换理论；离散系统的数学模型；离散系统的稳定性与稳态误差；离散系统的动态性能分析
基本要求：Z变换及Z反变换的方法、性质；开环、闭环脉冲传递函数的定义及求法；离散系统稳定性判据（w变换与劳斯稳定判据）；离散系统稳态误差的计算；离散系统的时间响应。
 
8. 非线性控制系统分析
主要内容：常见非线性特性；相平面法；描述函数法。
基本要求：相轨迹的一般特点及绘制方法；线性系统的相轨迹；非线性系统的相平面分析；典型非线性环节的描述函数；用描述函数法研究系统稳定性和自激振荡，求自激振荡的振幅和频率。
 
9. 线性控制系统的状态空间分析与综合
主要内容：状态空间描述；可控性与可观测性；线性定常系统的反馈结构及状态观测器；李雅普诺夫稳定性分析
基本要求：状态空间表达式的建立；传递函数的可控标准型建立；状态方程的解（状态转移矩阵）；线性定常系统的线性变换；传递函数矩阵；可控性、可观性及其判据；对偶原理；状态反馈及极点配置；状态观测器及其设计；Lyapunov渐近稳定性判断。
 
10. 动态系统的最优控制方法
主要内容：最优控制的一般概念；最优控制中的变分法；极小值原理及其应用；线性二次型问题的最优控制；动态规划；控制系统优化设计
基本要求：最优控制问题，最优控制应用类型及最优控制的研究方法；变分法解最优控制问题；连续系统和离散系统的极小值原理；最小时间控制和最小能量控制；线性二次型问题；有限时间与无限时间情况下的各种状态调节器；离散动态规划与连续动态规划；控制系统优化设计
 
二、 试卷组成
 
经典控制部分100分，现代控制部分50分，总分150分。
命题着重考察考生对基本概念和基本理论的掌握情况，以及对基本方法的运用能力。

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