《自動控制原理》考試大綱

適用專業名稱：控制理論與控制工程　

科目代碼及名稱 考試大綱 

26自動控制原理

一、考試目的與要求

測試考生對自動控制原理主要內容：反饋控制的基本原理、基本組成和基本要求；建立控制系統數學模型的基本方法；時域分析法、根軌跡分析法和頻域分析法等線性定常系統的穩定性、動態品質和穩定精度的基本理論和分析方法的理解掌握程度以及對相關知識的運用能力；同時考察學生對控制系統設計與校正的基本方法和設計步驟等綜合性內容的掌握情況。要求考生準確記憶基本概念，理解基本理論，掌握基本計算，并能妥善運用到綜合題目的處理和工程實際中進行系統的分析和設計。此外，對于離散系統分析方法以及非線性控制系統的分析也要有所了解。

 

二、試卷結構（滿分100分）

內容比例： 

        自動控制的基本概念及控制系統的數學模型            約13分

線性系統的時域分析法                               約23分

線性系統的根軌跡法                                 約6 分

線性系統的頻域分析法                               約30分

線性系統的校正方法                                 約12分

         線性離散系統的分析及非線性控制系統分析             約6分

     綜合設計                                           約10分

     題型比例：

                    客觀題   約33分                             

         1．選擇題                   約10分                        

         2．判斷題                   約13分  

         3. 簡答題                   約10分   

主觀題   約67分  

1. 計算題                  約20分

2. 分析綜合題              約37分

3. 設計綜合題              約10分

三、考試內容與要求

   （一）自動控制的基本概念及控制系統的數學模型

 考試內容     

     反饋控制原理；開環和閉環控制；自動控制系統的分類、基本組成和基本要求；控制系統的時域及復域數學模型；控制系統的結構圖及其化簡。

考試要求

 1. 了解基本概念：自動控制、反饋控制、開環控制與閉環控制、傳遞函數、系統的方框圖。

2. 理解反饋的意義以及自動控制系統各基本組成環節的作用。

3. 掌握控制系統數學模型的建立以及方框圖的化簡。

4. 綜合運用以上內容進行合理地分析和判斷；并能夠進行結構圖和傳遞函數之間的轉換。

 

   （二）線性系統的時域分析法 

考試內容

系統時間響應的性能指標；一階、二階系統及高階系統的時域分析；線性系統的穩定性及勞斯(Routh)穩定判據；線性系統的穩態誤差分析及其計 算方法。

考試要求

1. 了解高階系統閉環主導極點及高階系統的降階。

2. 理解控制系統判斷穩定性、靜動態性能的各時域特征量的概念。

3. 掌握控制系統時域特征量的計算；二階系統欠阻尼響應分析；勞斯（Routh）穩定判據的應用；穩態誤差及穩態誤差系數的計算；閉環極點與系統性能間的關系。

4. 綜合運用以上內容進行系統的分析和設計。

 

   （三）線性系統的根軌跡法 

考試內容

控制系統根軌跡的基本概念；根軌跡方程及繪制根軌跡的基本法則；系統性能的分析。

考試要求

1. 了解系統根軌跡的基本概念。

2. 理解和零度根軌跡的對應關系以及開環零、極點分布與根軌跡形狀間的對應關系。

3. 掌握根軌跡與系統性能的關系。

   （四）線性系統的頻域分析法

考試內容

頻率特性；典型環節；開環系統的頻率特性(幅相曲線與對數頻率特性曲線)；頻率域穩定判據；控制系統相對穩定性；閉環系統的頻域性能指標及其與時域指標的關系。

1. 了解線性系統頻率響應及其描述方法—頻率特性；奈魁斯特（Nyquist）穩定判據的推導。

2. 理解閉環系統的頻域性能指標及其與時域指標的關系。

3. 掌握開環頻率特性曲線的繪制；頻率域穩定判據及其應用；系統相對穩定性的判別。

     4. 綜合運用以上內容進行系統的分析和設計。

   （五）線性系統的校正方法 

考試內容

     常用校正裝置及其特性；串聯校正；反饋校正。

考試要求

1. 了解系統的設計與校正問題。

2. 理解反饋校正綜合設計法的應用。

3. 掌握典型校正環節對系統的校正作用；串聯校正的分析法設計；串聯校正參數的確定

4. 能夠綜合運用以上內容進行設計指標轉換、設計方法選取、校正結果的驗算等。

 

 （六）線性離散系統的分析及非線性控制系統分析 

    考試內容

    離散系統的基本概念；信號的采樣與保持；z變換理論；離散系統的數學模型；非線性控制系統概述；常見非線性特性及其對系統運動的影響；相平面法；描述函數法。

    考試要求

1. 了解z變換理論、相平面法、描述函數法。

2. 理解離散系統與連續系統對應時的平面變換；線性系統分析方法在非線性系統中的應用。

3. 掌握離散系統的基本概念及基本理論；離散系統的數學模型；非線性系統的基本概念及基本理論。

 參考書目：  

   《自動控制原理》（第五版）胡壽松  科學出版社     2007.6

   

 

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