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碩士研究生入學考試自命題科目考試大綱

科目代碼：851 科目名稱：自動控制原理

一. 考試要求

主要考查學生對經典控制、現代控制和計算機控制基本概念、相關理論和方法的理解與掌握;考查學生運用系統建模、分析及控制器設計相關方法和手段的能力;考查學生運用Matlab控制相關的基本命令進行系統建模、分析和仿真、控制器設計的能力。

二、考試內容

1.經典控制

控制的基本概念;簡單電路、機械系統和直流電機的物理建模;物理系統的微分方程及線性化;傳遞函數、框圖化簡及Mason增益公式;系統的時間響應、主導極點及時域性能指標計算、直流增益、穩態誤差和穩態誤差系數計算、干擾引起的穩態誤差計算;系統的穩定性及勞斯判據;參數靈敏度函數計算;180°和0°根軌跡、根軌跡的手工繪制、根軌跡關鍵特征點計算;系統的頻率響應、Bode幅值圖的手工繪制及簡單傳遞函數辨識、開環頻率指標與系統動態性能計算、Nyquist圖手工繪制和Nyquist穩定性判據;基于根軌跡的控制器設計(P、PD、PI、PID、超前和滯后)和前置濾波器設計，基于頻率指標的控制器設計(超前、滯后、PI)。

2.現代控制

物理系統的連續(離散)狀態方程描述、系統的能控性和能觀性、極點配置控制器設計、狀態觀測器設計

3.計算機控制

采樣信號描述、星號拉普拉斯變換及性質;零階保持器及性質;Z變換;離散系統的脈沖傳遞函數;混合系統的離散化;離散系統穩定性;離散系統直流增益及穩態誤差計算;離散系統的動態性能;控制器的離散化方法及性質(雙線性變換、零極點匹配);簡單系統的最小拍控制器設計。

4. Matlab控制相關的基本命令

zpk, tf, ss, frd, feedback, impulse, step, lsim, pzmap, rlocus, bode, margin，nyquist, sisotool, c2d, place(acker)

三、考試形式

考試形式為閉卷、筆試，考試時間為3小時，滿分150分。

題型包括：簡答題(20分)、計算題(80分)、分析設計題(50分)等。

四、參考書目

1.《現代控制工程》.Katsuhiko Ogata著，盧伯英等譯，電子工業出版社，2011年,第五版。

2.《自動控制原理》，胡壽松主編，科學出版社，2019年,第七版。

3.《現代控制系統》.Richard C. Dorf, Robert H.Bishop著，謝紅衛等譯，電子工業出版社，2015年,第十二版。