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考试大纲（自动控制原理，共150分）
（*号所注内容为考查的重点）
一、 总要求
命题内容以胡寿松教授主编的教材《自动控制原理》为主要参考书，全面考查考生对自动控制原理的基本概念、基本方法掌握的程度及运用基本概念、原理、灵活解决问题、分析问题的能力。
二、 命题范围及考查的知识点
1 自动控制的基本概念
1）自动控制系统三种基本控制方式：开环控制、闭环控制、复合控制；
*2）反馈控制的机理；
*3）闭环控制系统的基本组成；
*4）对控制系统的基本要求。
2 控制系统的数学模型
微分方程、传递函数和结构图是描述系统数学模型的三种主要形式，重点考查：
*1）传递函数定义及性质，结构图的概念；
*2）获取具体物理系统的传递函数，以及绘制系统结构图的方法；
3）通过结构图的化简，求取开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数及干扰信号作用下的闭环传递函数；
4）一般了解信号流图的建立及梅逊公式的应用。
3 线性系统的时域分析法
重点考查考生对系统稳定性、稳态误差、动态品质等性能的分析方法。
*1）系统性能指标的定义；
*2）系统稳定性概念、劳斯稳定判据及其应用；
*3）一阶、二阶系统（主要是二阶）的动态性能分析，二阶系统阶跃响应的分析及动态性能指标的计算；
*4）系统类型的定义、静态误差系数的定义及计算方法，利用静态误差系数计算系统的静态误差；
5）主导极点的概念，一般了解高阶系统动态性能的分析方法。
4 线性系统的根轨迹法
1）掌握根轨迹的基本概念，根轨迹与系统性能的关系；
2）掌握根轨迹绘制的基本法则，灵活应用基本法则绘制系统的根轨迹；
3）利用根轨迹分析系统的性能；
4）了解参数根轨迹和零度根轨迹的概念。
5 线性系统的频率响应法
*1）频率特性的定义及其几何表示法；
*2）系统开环对数频率特性图、幅相曲线图的绘制；
3）最小相位系统与非最小相位系统的概念；
4）利用开环对数频率特性求开环传递函数的条件、方法；
*5）利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定性判据判断闭环系统的稳定性；
*6）相角稳定裕量和幅值稳定裕量的定义及其求取方法，它们与系统性能的关系；
7）掌握开环幅值穿越频率、相角交界频率的定义，了解闭环谐振峰值、谐振频率及带宽的定义。
6 控制系统的综合校正
1）正确理解控制系统校正的基本概念；
*2）PID校正的思想及算法；
*3）二阶系统的比例微分校正及速度反馈校正；
*4）超前校正、滞后校正、超前－滞后校正的设计方法；
5）串联校正、反馈校正的设计方法及它们的优缺点；
*6）复合控制校正的设计方法及其优缺点。
7 线性离散系统的分析与校正
*1）掌握采样定理及采样系统与连续系统的区别与联系；
2）掌握z变换及z反变换；
*3）掌握离散系统差分方程、脉冲传递函数等数学模型的形式；
*4）掌握离散系统稳定性的分析方法，了解影响离散系统稳定性的因素；
*5）掌握离散系统稳态误差的分析方法，了解动态性能的分析方法；
6）一般了解离散系统数字校正的方法。
8非线性控制系统分析
1）非线性系统与线性系统的区别与联系；
2）了解常见非线性特性及其对系统运动的影响；
*3）正确理解相平面法的基本概念；
4）掌握相轨迹的绘制方法，并能用解析方法绘制简单非线性系统的相轨迹；
*5）掌握用极限环分析系统的稳定性和自振的方法；
*6）正确理解描述函数的基本概念；
7）掌握非线性系统结构简化的方法；
*8）熟练掌握用描述函数分析非线性系统的稳定性、自振及有关参数。
9 线性系统的状态空间分析与综合
*1）正确理解状态空间有关概念；
*2）熟练掌握建立元件、系统状态空间表达式的方法；
3）掌握空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式变换的基本方法；
4）熟练掌握由状态空间表达式求系统传递矩阵的方法；
*5）熟练掌握状态转移矩阵的性质及求取方法，掌握线性定常系统状态方程求解方法；
*6）正确理解可控性、可观测性的基本概念；
*7）熟练掌握判定系统的可控性、可观测性充要条件及有关方法；
8）理解可控性、可观测性与系统传递函数的关系；
9）理解线性系统规范分解的作用和意义，了解规范分解的一般方法；
*10）正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念，熟练掌握按系统指标要求确定状态反馈矩阵的方法；
*11）正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念，掌握按系统指标要求确定输出反馈矩阵的方法；
12）正确理解分解定理，了解状态观测器的作用，一般了解全维状态观测器的设计方法；
*13）正确理解李雅普诺夫稳定性的有关概念；
14）掌握李雅普诺夫第二法，初步掌握寻求系统李雅普诺夫函数判定系统稳定性的方法。
10 利用MATLAB进行控制系统仿真的基础知识
1) 了解控制系统仿真的基本概念；
2）掌握利用SIMULINK图形化界面对连续系统仿真的基本方法。
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