2021中国海洋大学842自动控制理论研究生考试大纲

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2021中国海洋大学842自动控制理论研究生考试大纲正文

842自动控制理论

一、考试性质
《自动控制理论》是为控制科学与工程专业的硕士研究生及控制工程专业学位硕士研究生招生设置的专业课考试科目。它的评价标准是高等学校优秀毕业生能达到良好及以上水平，以保证被录取者具有较扎实的专业基础。
二、考查目标
要求考生能系统理解经典控制理论及现代控制理论的基本理论，掌握其基础知识和方法，具备运用各种方法分析和解决问题的能力。
三、考试形式
本考试为闭卷考试，满分为150分，考试时间为180分钟。
试卷结构：题型有计算题、简答题、论述题、证明题。
四、考试内容
（一）自动控制的一般概念
1.自动控制和自动控制系统的基本概念，负反馈控制的原理；
2.控制系统的组成与分类；
3.根据实际系统的工作原理画控制系统的方块图。
（二）控制系统的数学模型
1.控制系统微分方程的建立，拉氏变换求解微分方程。
2.传递函数的概念、定义和性质。
3.控制系统的结构图，结构图的等效变换。
4.控制系统的信号流图，结构图与信号流图间的关系，由梅逊公式求系统的传递函数。
（三）线性系统的时域分析
1.稳定性的概念，系统稳定的充要条件，Routh稳定判据。
2.稳态性能分析
（1）稳态误差的概念，根据定义求取误差传递函数，由终值定理计算稳态误差；
（2）静态误差系数和动态误差系数，系统型别与静态误差系数，影响稳态误差的因素。
3．动态性能分析
1.一阶系统特征参数与动态性能指标间的关系；
2.典型二阶系统的特征参数与性能指标的关系；
3.附加闭环零极点对系统动态性能的影响；
4.主导极点的概念，用此概念分析高阶系统。
（四）线性系统的根轨迹法
1.根轨迹的概念，根轨迹方程，幅值条件和相角条件。
2.绘制根轨迹的基本规则。
3.等效开环传递函数的概念，参数根轨迹。
4.用根轨迹分析系统的性能。
（五）线性系统的频域分析
1.频率特性的定义，幅频特性与相频特性。
2.用频率特性的概念分析系统的稳态响应。
3.频率特性的几何表示方法。
4.Nquisty稳定性判据。
5.稳定裕量
6.闭环频率特性的有关指标及近似估算。
7.频域指标与时域指标的关系。
（六）系统校正
1.校正的基本概念，校正的方式，常用校正装置的特性。
2.根据性能指标的要求，设计校正装置，用频率法确定串联超前校正、迟后校正和迟后-超前校正装置的参数。
3.将性能指标转换为期望开环对数幅频特性，根据期望特性设计最小相位系统的校正装置。
4.了解反馈校正和复合校正的基本思路与方法。
（七）离散系统的分析与校正
1.离散系统的基本概念，脉冲传递函数及其特性，信号采样与恢复。
2.Z变换的定义，Z变换的方法。
3.离散系统的数学描述，差分方程与脉冲传递函数
4.离散系统的性能、和稳态误差分析。
（1）稳定性分析。Z传递函数经W变换后，用劳斯判据分析其稳定性。
（2）连续系统稳态性能分析方法在离散系统中的推广。
（3）动态性能分析。离散系统的时间响应，采样器和保持器对动态性能的影响闭环极点与动态性能的关系。
5.离散系统的综合，无纹波最少拍系统的设计。
（八）非线性控制系统分析
1.非线性系统的特征，非线性系统与线性系统的区别与联系。
2.相平面法的基本概念和作用。
3.描述函数及其性质，用描述函数分析系统的稳定性、自振及有关参数。
（九）线性系统的状态空间分析与综合
1.状态空间的概念，线性系统的状态空间描述，状态方程求解，状态转移矩阵及其性质。
2.线性系统的可控性与可观性，状态可控与输出可控的概念，可控与可观标准型。
3.线性定常系统的状态反馈与状态观测器设计。
4.最优控制的基本概念。
五、是否需使用计算器
允许携带无存储功能的计算器。