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《控制理論》考試大綱

一、考試性質

《控制理論》是我校碩士研究生入學考試(控制理論與控制工程081101、檢測技術與自動化裝置081102、模式識別與智能系統081104、輕工技術與工程082200、電子信息(控制工程)0854)的一門可選專業課考試科目。考試范圍涵蓋部分電路、計算機控制系統的內容，主要包括線性系統的數學模型(涉及電路模型)、線性系統的時域響應、根軌跡法、線性系統的頻率特性法、線性系統的串聯校正、非線性系統分析、采樣控制系統(涉及計算機控制系統的離散概念)。要求學生系統掌握上述章節中的基本理論、基本知識和基本技能，能夠運用所學的基本理論、基本知識和基本技能綜合分析、判斷和解決有關理論問題和實際問題。

二、考試要求

1. 試卷滿分為150分。

2. 答題方式為閉卷、筆試。

三、考試用具說明

考生應自帶必需的文具，如2B鉛筆、藍(黑)色字跡鋼筆、圓珠筆或簽字筆、直尺、計算器(不帶編輯、存儲和記憶功能)�？忌鷮⒃囶}答案寫在答題紙上，標號題號，無需抄題。

四、考試內容

第一章 緒論

本章的重點是：反饋控制系統的構成及工作原理，著重說明反饋的作用。在緒論中要注意引導學生認識本課程的性質，任務和特點。

要求：了解自動控制的基本概念，反饋控制系統的分類，線性和非線性系統、隨動系統和自動調整系統、連續系統和離散(采樣)系統。理解：自動控制，開環控制和閉環控制。掌握：反饋的作用和特點，反饋控制系統的構成，常用術語及定義。

第二章 線性系統的數學模型

本章的重點是：

(1)建立理想的數學模型的必要性和局限性。

(2) 典型環節及其傳遞函數

物理系統數學模式的共性，按數學模式的共性劃分典型環節，比例環節、慣性環節、積分環節、微分環節、振蕩環節和遲后環節的數學模型。

(3)系統的方框圖及傳遞函數

處理系統數學模型的一種研究方法---方框圖，環節的串聯，并聯和反饋連接，方框圖的變換和簡化，反饋控制系統的開環和閉環傳遞函數。

(4)信號流程圖及其與方框圖等系統數學模型的轉換關系。

處理系統數學模型的一種圖形表示法---信號流程圖法，信號流程圖中的基本符號，術語和定義，信流圖的簡化，梅遜公式及其應用。

第三章 線性系統的時域響應

本章的重點是：

(1)二階系統的階躍響應與脈沖響應，響應的性能指標。

(2)系統的穩定性和勞斯判據。

(3)穩態誤差。穩態誤差的定義，穩態傳遞函數及穩態計算，O型，1型，2型系統，穩態誤差系數，用動態誤差系數表示穩態，擾動穩態誤差的計算。

(4)高階系統的時域響應

高階系統的時域響應的特點(一，二階系統響應的合成)，零、極點與響應的關系，系統主導極點的概念，用二階系統的響應近似的分析高階系統的性能。

4、穩態誤差

第四章 根軌跡法

本章的重點是：

(1) 根軌跡法的基本概念

以二階系統為例說明根軌跡的基本概念，根軌跡的相角條件和幅角條件。

最小相位系統的以開環增益K為變量的根軌跡，相角和幅值條件，繪制規則及方法。

(2) 繪制根軌跡的基本規則, 根軌跡的特點和性質，繪制以系統開環增益K為變量的根軌跡的基本規則。

(3)閉環系統零，極點分布及其與時域響應性能指標之間的關系，根據系統的閉環極點和零極點評價暫態響應。

建議在本章中注意說明根軌跡上各特征點(如與實軸交點，與虛軸焦點，主導極點)的物理意義。

第五章 線性系統的頻率特性法

本章的重點是：

(1)典型環節頻率特性。

(2)系統開環頻率特性繪制，最小相位系統開環頻率特性的特點。

(3)乃奎斯特穩定判據和穩定裕量。

(4)系統頻率性能指標與時域性能指標之間的關系。

要求掌握：

1、基本環節的頻率特性

比例，慣性，積分，微分，振蕩和遲后環節的頻率特性和對數頻率特性。

2、反饋控制系統的開環頻率特性

系統開環特性的繪制方法，開環頻率特性的三種表示方法，極坐標圖，對數坐標圖(伯德圖)和對數幅相特性圖(尼柯爾斯圖)，非最小相位系統的頻率特性。

3、乃奎斯特穩定判據

映射定理，根據系統的開環頻率特性判別閉環系統的穩定性的乃氏判據，在S平面虛軸上有開環極點的情況，系統的相對穩定性，相角裕度和幅值裕角。

第六章 線性系統的串聯校正

本章的重點是：

(1)校正裝置的作用及其選擇依據

(2)求校正裝置傳遞函數的方法

本章的內容著重于系統的校正問題，不宜過多的涉及到綜和，后者涉及到許多實際問題，非本科程所能解決。在本章中注意設計系統時性能指標的提出要根據被控對象的要求和系統本身的可能兩方面綜合考慮。此問題比較復雜，不是本課程所能單獨解決的。

要求了解：

校正問題的提出，校正的基本概念，串聯校正和反饋校正。

要求理解：

1、超前校正與遲后校正

超前校正裝置的作用，傳遞函數及其特性;遲后---超前校正的作用，傳遞函數及其特性。

2、常見的校正函數網絡及其特性

第七章 非線性系統分析

本章的重點是：

(1)非線性系統的基本概念及基本分析方法。研究非線性系統的必要性，常見非線性特性，不靈敏區(死區)，飽和特性，間隙特性和繼電器特性，非線性系統的特殊性，穩定性與初始條件有關，可能出現自持振環，分析非線性系統的基本方法。

(2)描述函數及非線性系統的描述函數分析方法。諧波線性化的基本概念，描述函數的定義及其求法，描述函數法的適用條件。

(3)了解相平面法及非線性系統的相平面分析方法。相平面法的基本概念，相軌跡的定義，相平面法的特點及其局限性。

(4)用描述函數法分析非線性系統，掌握非線性系統的穩定性的概念和判別方法，對影響穩定性的因素的分析。

第八章 采樣控制系統

本章的重點是：

(1)采樣系統的基本概念、零階保持器、Z變換的基本定理，Z反變換，及采樣定理。

(2) 脈沖傳遞函數求取，采樣系統的響應特性及采樣控制系統的穩定誤差分析。

五、參考書目

《自動控制理論》第四版，機械工業出版社，夏德鈐、翁貽方著