812《自動控制理論》

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁812自動控制理論考試內(nèi)容范圍1、說明主要內(nèi)容包括經(jīng)典和現(xiàn)代兩部分，試題的比例為經(jīng)典部分70%和現(xiàn)代部分30%。主要參考書：《自動控制理論》（第二版）機(jī)械工業(yè)出版社夏得鈐、翁貽方；《現(xiàn)代控制理論》（第二版）機(jī)械工業(yè)出版社劉豹2、考試內(nèi)容經(jīng)典部分的基本內(nèi)容和要求：1、緒論了解自動控制理論發(fā)展簡況及反饋控制理論的研究對象和主意。控制自動控制系統(tǒng)的基本概念、術(shù)語，了解自動控制系統(tǒng)的組成和分類，及對自動控制系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快三方面的基本要求。2、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型普通了解數(shù)學(xué)模型的概念、表達(dá)方式，建模的主意；能夠列寫普通物理系統(tǒng)的微分方程；認(rèn)識拉氏變換的定義、性質(zhì)，記住常見的容易時光函數(shù)的拉氏變換式，能按照拉氏變換的性質(zhì)求解較復(fù)雜時光函數(shù)的拉氏變換式，會求拉氏反變換；認(rèn)識傳遞函數(shù)的概念及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。重點(diǎn)控制控制系統(tǒng)的方框圖及方框圖的化簡主意，能用梅遜公式求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)。3、控制系統(tǒng)的時域分析了解控制系統(tǒng)的典型輸入信號；了解線性定常系統(tǒng)的時域響應(yīng)組成，認(rèn)識控制系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)的定義；認(rèn)識一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)及性能指標(biāo)；認(rèn)識二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)分析及其與極點(diǎn)之間的關(guān)系，重點(diǎn)控制二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)與參量ζ、ωn間的關(guān)系及計算；普通了解高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)和閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念；了解穩(wěn)定性的概念，控制線性定常延續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件；重點(diǎn)控制判斷穩(wěn)定性的Routh代數(shù)判據(jù)及應(yīng)用，對Hurwitz判據(jù)有普通了解；了解穩(wěn)態(tài)誤差的概念；重點(diǎn)控制給定穩(wěn)態(tài)誤差終值的計算及減小穩(wěn)態(tài)誤差的主意。4、根軌跡法了解根軌跡的概念。重點(diǎn)控制繪制常規(guī)負(fù)反饋系統(tǒng)根軌跡的基本條件和基本規(guī)矩，能按照已知的系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡，也能由已知的閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡（起點(diǎn)和盡頭）寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，普通了解參量根軌跡的繪制及增強(qiáng)開環(huán)零極點(diǎn)對根軌跡的影響。5、控制系統(tǒng)的頻率特性法控制頻率特性的基本概念，幅相頻率特性圖與對數(shù)頻率特性圖的建立；認(rèn)識典型環(huán)節(jié)的頻率特性及其Nyquist圖與Bode圖；控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性（Nyquist圖和Bode圖）的繪制；重點(diǎn)控制判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾何判據(jù)：乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（包括利用開環(huán)幅相頻率特性曲線和開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線舉行判斷）；了解最小相位系統(tǒng)的概念；重點(diǎn)控制利用實測開環(huán)對數(shù)幅頻特性決定最小相位系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的主意；認(rèn)識控制系統(tǒng)相角裕度、幅值裕度的基本定義和概念及計算主意；了解閉環(huán)幅頻特性的概念及其頻域性能指標(biāo)。普通了解頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)間的關(guān)系。6、控制系統(tǒng)的綜合與校正了解控制系統(tǒng)校正的概念、校正的實質(zhì)、校正的主意、校正方式、校正裝置的形式；認(rèn)識串聯(lián)相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正裝置及特性；普通了解利用根軌跡法、頻率特性法決定串聯(lián)校正裝置（主要為超前校正裝置）參數(shù)的主意；容易了解反饋校正、前饋校正及復(fù)合控制的基本思想。7、采樣控制系統(tǒng)了解采樣控制系統(tǒng)的基本概念、采樣過程，認(rèn)識采樣定理的內(nèi)容和零階保持器的概念及傳遞函數(shù)；認(rèn)識Z變換和Z反變換的計算主意；控制求解采樣控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型：差分方程及Z脈沖傳遞函數(shù)的主意；控制采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析（利用雙線性變換及勞斯判據(jù)）和穩(wěn)態(tài)誤差分析，容易了解其暫態(tài)性能分析；重點(diǎn)控制采樣控制系統(tǒng)的最小拍設(shè)計主意。8、非線性系統(tǒng)分析控制非線性系統(tǒng)的基本概念：非線性的數(shù)學(xué)描述、分類、特點(diǎn)、研究主意。了解描述函數(shù)的概念、幾種典型非線性特性的描述函數(shù)；控制用描述函數(shù)分析非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的主意，能夠判別自激振蕩存在的條件，并舉行容易計算；了解相平面的基本概念：相平面、相軌跡，平衡點(diǎn)、奇點(diǎn)、極限環(huán)；了解相軌跡曲線和時域響應(yīng)之間的對應(yīng)關(guān)系?，F(xiàn)代部分的基本內(nèi)容和要求：緒論了解現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容及研究主意。第一章狀態(tài)模型的建立1、了解狀態(tài)變量、狀態(tài)方程、輸出方程的意義；2、控制由狀態(tài)模型求傳遞函數(shù)矩陣的主意；3、重點(diǎn)控制由傳遞函數(shù)（矩陣）到狀態(tài)模型的實現(xiàn)問題。第二章線性系統(tǒng)狀態(tài)方程的解1、了解離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的實現(xiàn)及求解主意；2、控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的概念、矩陣指數(shù)的性質(zhì)和求取主意；3、重點(diǎn)控制線性定常系統(tǒng)齊次和非齊次狀態(tài)方程的求解；4、線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解和線性時變離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解不作過多要求。第三章控制系統(tǒng)的能控性與能觀性1、深刻理解能控性、能觀性的含義；2、了解離散系統(tǒng)能控性、能觀性的判別，認(rèn)識能控性與能觀性的對偶關(guān)系；3、控制將狀態(tài)方程化為能控標(biāo)準(zhǔn)型、能觀標(biāo)準(zhǔn)型和約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型的主意；4、重點(diǎn)控制線性延續(xù)定常系統(tǒng)各種能控性與能觀性判別準(zhǔn)則及能控性、能觀性與傳遞函數(shù)零極點(diǎn)對消的關(guān)系；5、線性定常系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分解不作過多要求。第四章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性1、了解李亞普諾夫意義下穩(wěn)定性、漸近穩(wěn)定等定義。了解李亞普諾夫第一主意的實質(zhì)；2、控制李亞普諾夫第二主意及能量函數(shù)的基本概念；3、重點(diǎn)控制李亞普諾夫第二主意在線性定常系統(tǒng)中的應(yīng)用；4、非線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定性分析不作過多要求。第五章狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測器1、理解有關(guān)狀