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  浙江工业大学2021年

硕士研究生招生考试初试自命题科目考试大纲

科目代码、名称:

828 自动控制理论

专业类别:

■学术学位      ■专业学位

适用专业:

控制科学与工程、电子信息

 

一、基本内容

反馈控制系统,开环、闭环与复合控制系统,线性系统与非线性系统,连续系统与离散系统等基本概念。对控制系统性能的基本要求和稳定性,暂态性能,稳态性能等基本概念。

控制系统数学模型的概念与建立数学模型的方法。微分方程模型及建立系统微分方程模型的步骤和方法。传递函数概念,传递函数与脉冲响应函数的定义,传递函数的表达形式,控制系统传递函数模型的建立。线性系统基本环节,控制系统的结构图,结构图的等价变换与化简。控制系统频率特性的定义、物理意义及求取,典型环节、开环频率特性的伯德图(Bode),由伯德图确定系统的频率特性和传递函数。

控制系统稳定性的定义与稳定性条件,劳思(Routh)稳定判据,朱利(Jury)稳定判据,奈奎斯特(Nyquist)稳定判据,相对稳定性分析(幅值裕度和相位裕度)。控制系统稳定判据的应用。

典型输入信号及拉氏变换、控制系统动态性能指标的定义。连续一阶系统、典型二阶系统的动态性能计算。系统极点分布与控制性能的关系。

控制系统误差与稳态误差的定义,控制系统型号的定义,终值定理法、误差系数法求控制系统的稳态误差,扰动作用下的稳态误差分析,复合控制系统及误差分析。

控制系统的频域性能要求,控制系统校正的概念。超前校正(滞后校正,滞后—超前校正,PID校正)的概念,校正网络,校正的方法、步骤与效果。

非线性系统描述函数的概念,描述函数法的基本思想与条件,典型非线性特性描述函数的推导,用描述函数法分析非线性系统的自激振荡。

信号的采样与保持,差分方程的概念、微分方程描述的差分化。Z变换的定义,Z变换基本定理,Z变换的基本方法,Z反变换的部分分式法,控制系统Z传递函数,带有扰动的系统的输出Z变换式。线性离散系统的稳定性分析。差分方程的递推解法,差分方程Z变换解法,离散系统极点分布与动态响应的关系。线性离散系统的稳定性分析与稳态误差计算。

控制系统状态空间模型的基本概念、建模方法、基本性质,线性系统传递函数和状态空间模型间的相互转换,状态空间模型的等价性概念和性质。

线性系统的运动分析,状态转移矩阵的概念、基本性质和计算方法。

线性系统的能控性和能观性的定义、判据,基于传递函数的线性系统能控性和能观性条件,线性系统的能控性和能观性状态空间模型实现。

线性系统的Lyapunov稳定性定义、定理和分析及应用。

线性系统反馈控制的类型和性质,线性系统的稳定性状态反馈控制器设计,基于极点配置的线性系统状态反馈控制器设计,基于状态观测器的反馈控制器设计。

二、考试要求(包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等)

考试时间: 3小时

考试总分: 150分

考试方式:闭卷

题型与分数比例:简述题、分析题和证明题(约60%)、计算题(约40%)

三、主要参考书目

《自动控制原理》(第2版)  王万良编著,高等教育出版社 2014

《现代控制理论》 (第1版 俞立编著, 清华大学出版社  2007

 

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