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華中科技大學(xué)2017考研829自動(dòng)控制原理考試大綱
華中科技大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試《自動(dòng)控制原理》考試大綱
科目名稱:自動(dòng)控制原理(含經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論)
代碼:829
第一部分 考試說(shuō)明
一、考試性質(zhì)
《自動(dòng)控制原理》是為我校招收控制科學(xué)與工程專業(yè)碩士研究生設(shè)置的考試科目。它的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是高等學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)生能達(dá)到良好及以上水平,以保證被錄取者具有較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。
二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)
(一)答卷方式:閉卷,筆試;
(二)答題時(shí)間:180分鐘。
(三)題型 :計(jì)算題、簡(jiǎn)答題、選擇題
第二部分 考查要點(diǎn)
(一)自動(dòng)控制的一般概念
1.自動(dòng)控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念,負(fù)反饋控制的原理;
2.控制系統(tǒng)的組成與分類;
3.根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的工作原理畫(huà)控制系統(tǒng)的方塊圖。
(二)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1.控制系統(tǒng)微分方程的建立,拉氏變換求解微分方程。
2.傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)。
3.控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,結(jié)構(gòu)圖的等效變換。
4.控制系統(tǒng)的信號(hào)流圖,結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖間的關(guān)系,由梅遜公式求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
(三)線性系統(tǒng)的時(shí)域分析
1.穩(wěn)定性的概念,系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件,Routh穩(wěn)定判據(jù)。
2.穩(wěn)態(tài)性能分析
(1)穩(wěn)態(tài)誤差的概念,根據(jù)定義求取誤差傳遞函數(shù),由終值定理計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差;
(2)靜態(tài)誤差系數(shù)和動(dòng)態(tài)誤差系數(shù),系統(tǒng)型別與靜態(tài)誤差系數(shù),影響穩(wěn)態(tài)誤差的因素。
3.動(dòng)態(tài)性能分析
(1)一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)間的關(guān)系;
(2)典型二階系統(tǒng)的特征參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系;
(3)附加閉環(huán)零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響;
(4)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念,用此概念分析高階系統(tǒng)。
(四)線性系統(tǒng)的根軌跡法
1.根軌跡的概念,根軌跡方程,幅值條件和相角條件。
2.繪制根軌跡的基本規(guī)則。
3.0o根軌跡。非最小相位系統(tǒng)的根軌跡及正反饋系統(tǒng)的根軌跡的畫(huà)法。
4.等效開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的概念,參數(shù)根軌跡。
5.用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
(五)線性系統(tǒng)的頻域分析
1.頻率特性的定義,幅頻特性與相頻特性。
2.用頻率特性的概念分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
3.頻率特性的幾何表示方法。
(1)典型環(huán)節(jié)及開(kāi)環(huán)系統(tǒng)幅相頻率特性曲線(又稱奈氏曲線或極坐標(biāo)圖)的畫(huà)法。
(2)典型環(huán)節(jié)及開(kāi)環(huán)系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線(Bode圖)的畫(huà)法。
(3)由對(duì)數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。
(4)描述頻率特性的對(duì)數(shù)幅相曲線(尼柯?tīng)査骨�)
4.Nquisty穩(wěn)定性判據(jù)。
(1)根據(jù)奈氏曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,運(yùn)用判斷式 ( 從零到無(wú)窮大變化,)或 ( 從 ~ );
(2)由對(duì)數(shù)頻率特性判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
5.穩(wěn)定裕量
(1)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念。
(2)幅值裕量和相角裕量的定義及計(jì)算。
6.閉環(huán)頻率特性的有關(guān)指標(biāo)及近似估算。
7.頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系。
(六)系統(tǒng)校正
1.校正的基本概念,校正的方式,常用校正裝置的特性。
2.根據(jù)性能指標(biāo)的要求,設(shè)計(jì)校正裝置,用頻率法確定串聯(lián)超前校正、遲后校正和遲后-超前校正裝置的參數(shù)。
3.將性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為期望開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性,根據(jù)期望特性設(shè)計(jì)最小相位系統(tǒng)的校正裝置。
4.了解反饋校正和復(fù)合校正的基本思路與方法。
(七)離散系統(tǒng)的分析與校正
1.離散系統(tǒng)的基本概念,脈沖傳遞函數(shù)及其特性,信號(hào)采樣與恢復(fù)。
2.Z變換的定義,Z變換的方法。
3.離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述,差分方程與脈沖傳遞函數(shù)
4.離散系統(tǒng)的性能、和穩(wěn)態(tài)誤差分析。
(1)穩(wěn)定性分析。Z傳遞函數(shù)經(jīng)W變換后,用勞斯判據(jù)分析其穩(wěn)定性。
(2)連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析方法在離散系統(tǒng)中的推廣。
(3)動(dòng)態(tài)性能分析。離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng),采樣器和保持器對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響閉環(huán)極點(diǎn)與動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系。
5.離散系統(tǒng)的綜合,無(wú)紋波最少拍系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
(八)非線性控制系統(tǒng)分析
1.非線性系統(tǒng)的特征,非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系。
2.相平面作圖法、奇點(diǎn)的確定,用極限環(huán)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自振。
3.描述函數(shù)及其性質(zhì),用描述函數(shù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關(guān)參數(shù)。
(九)線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
1.狀態(tài)空間的概念,線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述,狀態(tài)方程的解,狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及其性質(zhì)。
2.線性系統(tǒng)的可控性與可觀性,狀態(tài)可控與輸出可控的概念,可控與可觀標(biāo)準(zhǔn)型。
3.線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)。
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