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华中科技大学硕士研究生入学考试《自动控制原理》考试大纲科目名称：自动控制原理(含经典控制理论、现代控制理论)代 码：829第一部分 考试说明一．考试性质《自动控制原理》是为我校招收控制科学与工程专业硕士研究生设置的考试科目。它的评价标准是高等学校优秀毕业生能达到良好及以上水平，以保证被录取者具有较扎实的专业基础。二．考试形式与试卷结构（一） 答卷方式：闭卷，笔试；（二） 答题时间：180分钟。（三） 题型 ：计算题、简答题、选择题第二部分 考查要点（一） 自动控制的一般概念1． 自动控制和自动控制系统的基本概念，负反馈控制的原理；2． 控制系统的组成与分类；3． 根据实际系统的工作原理画控制系统的方块图。（二） 控制系统的数学模型1． 控制系统微分方程的建立，拉氏变换求解微分方程。2． 传递函数的概念、定义和性质。3． 控制系统的结构图，结构图的等效变换。4． 控制系统的信号流图，结构图与信号流图间的关系，由梅逊公式求系统的传递函数。（三）线性系统的时域分析1． 稳定性的概念，系统稳定的充要条件，Routh稳定判据。2． 稳态性能分析（1） 稳态误差的概念，根据定义求取误差传递函数，由终值定理计算稳态误差；（2） 静态误差系数和动态误差系数，系统型别与静态误差系数，影响稳态误差的因素。3．动态性能分析（1） 一阶系统特征参数与动态性能指标间的关系；（2） 典型二阶系统的特征参数与性能指标的关系；（3） 附加闭环零极点对系统动态性能的影响；（4） 主导极点的概念，用此概念分析高阶系统。（四）线性系统的根轨迹法1． 根轨迹的概念，根轨迹方程，幅值条件和相角条件。2． 绘制根轨迹的基本规则。3． 0o根轨迹。非最小相位系统的根轨迹及正反馈系统的根轨迹的画法。4． 等效开环传递函数的概念，参数根轨迹。5． 用根轨迹分析系统的性能。（五）线性系统的频域分析1． 频率特性的定义，幅频特性与相频特性。2． 用频率特性的概念分析系统的稳态响应。3． 频率特性的几何表示方法。（1） 典型环节及开环系统幅相频率特性曲线（又称奈氏曲线或极坐标图）的画法。（2） 典型环节及开环系统对数频率特性曲线（Bode图）的画法。（3） 由对数幅频特性求最小相位系统的开环传递函数。（4） 描述频率特性的对数幅相曲线（尼柯尔斯曲线）4． Nquisty稳定性判据。（1） 根据奈氏曲线判断系统的稳定性，运用判断式（从零到无穷大变化，）或（从～）；（2） 由对数频率特性判断系统的稳定性；5． 稳定裕量（1） 当系统稳定时，系统相对稳定性的概念。（2） 幅值裕量和相角裕量的定义及计算。6． 闭环频率特性的有关指标及近似估算。7． 频域指标与时域指标的关系。（六）系统校正1．校正的基本概念，校正的方式，常用校正装置的特性。2． 根据性能指标的要求，设计校正装置，用频率法确定串联超前校正、迟后校正和迟后-超前校正装置的参数。3． 将性能指标转换为期望开环对数幅频特性，根据期望特性设计最小相位系统的校正装置。4． 了解反馈校正和复合校正的基本思路与方法。 （七）离散系统的分析与校正1． 离散系统的基本概念，脉冲传递函数及其特性，信号采样与恢复。2． Z变换的定义，Z变换的方法。3． 离散系统的数学描述，差分方程与脉冲传递函数4． 离散系统的性能、和稳态误差分析。（1）稳定性分析。Z传递函数经W变换后，用劳斯判据分析其稳定性。（2）连续系统稳态性能分析方法在离散系统中的推广。（3）动态性能分析。离散系统的时间响应，采样器和保持器对动态性能的影响闭环极点与动态性能的关系。5．离散系统的综合，无纹波最少拍系统的设计。（八）非线性控制系统分析1．非线性系统的特征，非线性系统与线性系统的区别与联系。2．相平面作图法、奇点的确定，用极限环分析系统的稳定性和自振。3．描述函数及其性质，用描述函数分析系统的稳定性、自振及有关参数。（九）线性系统的状态空间分析与综合1．状态空间的概念，线性系统的状态空间描述，状态方程的解，状态转移矩阵及其性质。2．线性系统的可控性与可观性，状态可控与输出可控的概念，可控与可观标准型。3． 线性定常系统的状态反馈与状态观测器设计
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