南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试

考试大纲

科目代码：817

科目名称：自动控制原理

第一部分 目标与基本要求

1. 目标

本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。

2.基本要求

考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。要求理解、掌握：控制系统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;根轨迹法;频域法;系统串联校正的设计方法;线性离散系统的分析;系统状态空间建模及其求解;系统可控性和可观测性;线性定常系统状态反馈及观测器设计;李雅普诺夫稳定性理论。

第二部分 具体内容

1. 自动控制的一般概念

(1). 掌握基本控制方式;

(2). 熟悉自动控制的性能要求;

(3). 掌握反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。

2. 控制系统的数学模型

(1). 掌握动态方程建立方法;

(2). 掌握结构图的等效变换方法;

(3). 掌握信号流图及梅逊公式及应用。

3. 线性系统的时域分析法

(1). 掌握一、二阶系统的时域分析与计算;

(2). 掌握系统稳定性的概念及判别法则;

(3). 理解结构参数对系统响应的影响;

(4). 稳态误差的计算及一般规律。

4.线性系统的根轨迹法

(1). 掌握根轨迹的概念与根轨迹方程;

(2). 掌握根轨迹的绘制法则;

(3). 掌握零、极点分布与阶跃响应性能的关系;

(4). 理解主导极点与偶极子的概念。

5.线性系统的频域分析法

(1). 熟悉线性系统的频率响应、典型环节的频率响应、系统开环的频率响应;

(2). 掌握频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据的运用以及稳定裕度的计算;

(3). 了解信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念，开环频 率响应与阶跃响应的关系;

(4). 了解三频段(低频段，中频段和高频段)的分析方法;

6.线性系统的校正方法

(1). 掌握系统设计问题概述，串联校正特性及作用：

(2). 掌握串联超前、滞后及PID校正设计的频率法。

7.线性离散系统的分析

(1). 理解离散系统的基本概念;

(2). 掌握离散系统数学模型：差分方程和脉冲传递函数;

(3). 掌握离散系统稳定性分析方法及稳定性判据;

(4). 掌握离散系统稳态误差及动态性能分析。

8.线性系统的状态空间分析与综合

(1). 理解状态空间分析法的基本概念;

(2). 掌握状态空间表达式的建立及求解;

(3). 掌握线性系统可控性与可观性的基本概念及判据;掌握可控标准型与可观标准型;

(4). 理解线性系统规范分解的作用与意义，理解规范分解的一般方法;

(5). 掌握线性定常系统的状态反馈极点配置及状态观测器设计;

(6). 了解李雅普洛夫意义稳定性的基本概念及系统稳定性分析。

第三部分 有关说明

1.命题说明

本课程对各考点的能力要求分为三个层次用相关词语描述：

较低要求——了解、明确;

一般要求——理解、熟悉;

较高要求——掌握、应用。

命题考试实施要求：

(1)本课程的命题考试根据本大纲规定的考试内容来确定。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容、难易程度。

(2)题型主要以计算题为主。

(3)试题难易度分为易、较易、较难、难四级，试卷中四级难易度题目分数比例一般为2：3：4：1 。

2.参考书目:

(1)胡寿松. 自动控制原理(第6版). 北京： 科学出版社，2013.

(2)吴麒，王诗宓. 自动控制原理 (第2版). 北京：清华大学出版社，2006.

3. 其他规定：考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。

4. 本科目考试不得使用计算器。