2021年重庆交通大学硕士研究生入学初试

《自动控制原理》考试大纲

一、    考试总体要求

《自动控制原理》课程考试旨在考察学生对自动控制的基本概念、基本理论、基本分析方法的掌握程度。主要内容有传递函数和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析；频域法和根轨迹法；系统串联校正的设计方法。要求学生能够运用经典控制理论分析、设计和校正控制系统。

考试范围

1．自动控制的一般概念

（1）自动控制系统的定义、构成；      

（2）自动控制系统的基本控制方式；自动控制系统的分类；

（3）对控制系统的基本要求；

2．控制系统的数学模型

（1）传递函数：传递函数的定义、性质及典型环节的传递函数；

（2）信号流图：信号流图的组成、建立及梅森增益公式；

（3）闭环系统的传递函数：输入量及扰动量作用下的传递函数、误差传递函数。

3．线性系统的时域分析法

（1）典型一阶系统动态性能：数学模型和单位阶跃响应；        

（2）典型二阶系统的动态性能：典型二阶系统的数学模型、欠阻尼阶跃响应、二阶系统的动态性能指标、二阶系统性能的改善（包括比例——微分控制；速度反馈控制；两者的比较）；

（3）控制系统的稳定性分析：稳定的充分必要条件、代数稳定判据；

（4）控制系统的稳态性能分析：输入端误差的定义、稳态误差的定义、系统类型、稳态误差分析与静态误差系数。

4．线性系统的根轨迹法

（1）根轨迹方程：幅值条件和辐角条件；           

（2）根轨迹作图的一般规则、典型的零、极点分布及其相应的根轨迹；

（3）系统性能分析：稳定性分析、增加零、极点对根轨迹的影响、利用主导极点估计系统的性能指标。

5．线性系统的频域分析法

（1）频率特性的定义；           

（2）对数坐标图：对数坐标图的特点、典型环节的Bode图、绘制Bode图的一般步骤、非最小相位系统的Bode图；

（3）极坐标图：典型环节的极坐标图、系统的极坐标图、非最小相位系统的极坐标图；          

（4）奈奎斯特稳定判据：奈奎斯特稳定判据、奈奎斯特稳定判据在开环系统含有积分环节时的应用、奈奎斯特判据在Bode图中的应用；

（5）稳定裕量：幅值裕量及相位裕量；

6．线性系统的校正法

（1）校正装置：超前、滞后网络的特性；           

（2）系统校正的频率响应法：超前、滞后校正设计；           

（3）PID控制器：控制法则及对系统性能的影响。

二、考试形式与试卷结构

（一）考试形式

考试形式为笔试，考试时间为3小时，满分为150分。

（二）试卷结构

1. 选择题

2. 判断题

3. 计算题

4. 设计题

三、主要参考书目

1.     胡寿松主编．《自动控制原理》第六版．北京：科学出版社，2013