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華中科技大學碩士研究生入學考試《控制理論基礎》考試大綱

(科目代碼：819)

控制理論基礎（共150分）

一、基本概念

（1）基本要求

1．了解系統的基本特性、動態模型和靜態模型之間關系

2．了解系統反饋概念

3．了解閉環控制系統的工作原理

4．能夠繪制控制系統框圖

5．了解控制系統的要求

二、系統模型

（1）基本要求

1．運用動力學、電學及電機知識，寫機械系統、電網絡及傳動系統的微分方程

2．運用分析法求解系統的傳遞函數

3．了解典型環節的特點、傳遞函數形式，運用傳遞函數方框圖化簡，求閉環系統傳遞函數

4．運用疊加原理求干擾作用下系統的輸出和傳遞函數

5．了解相似原理

（2）熟練運用的定理、公式

牛頓定理（力學）、基爾霍夫電流、電壓定律、直流電機方程，基本拉普拉斯變換與反變換公式（含三角函數的不要求）、傳度函數求解及化簡公式

三、時間響應

（1）基本要求

1．了解時間響應的組成、運用系統特征根分析系統穩定性

2．了解一階系統對典型輸入信號的響應特點

3．掌握典型二階系統的特點，單位脈沖響應、單位階躍響應曲線及意義

4．能夠求解二階系統性能指標

5．掌握系統穩態誤差的概念及求解方法

6．能夠分析系統的輸入、系統的結構及干擾對系統誤差的影響

（2）熟練運用的公式

典型一階系統單位脈沖及階躍響應計算公式；典型二階欠阻尼系統單位脈沖及階躍響應計算公式，性能指標計算公式；典型輸入誤差系數計算公式、終值定理及穩態誤差計算

四、頻率特性

（1）基本要求

1．掌握頻率響應、頻率特性的概念

2．能夠求求取系統的頻率響應、頻率特性。

3．掌握Nyquist圖、Bode圖的概念及特點

4．能夠繪制典型系統的Nyquist圖、Bode

5．了解最小相位系統與非最小相位系統的概念

（2）熟練運用的公式

諧振頻率及峰值計算公式、系統截止帶寬計算公式

五、系統穩定性

（1）基本要求

1．掌握穩定性概念、系統穩定的條件

2．掌握勞斯判據、Nyquist判據、Bode判據、相位裕度及幅值裕度的概念

3．運用勞斯判據、Nyquist判據判斷系統穩定性及極點的分布情況

4．運用Bode判據判斷系統的穩定性，求取系統的相位裕度和幅值裕度

（2）熟練運用的公式

相位裕度、幅值裕度計算公式、勞斯判據公式

六、系統校正

（1）基本要求

1．了解系統性能指標、校正的概念

2．掌握系統校正的方法

3．能夠進行相位滯后、相位超前串聯校正分析

4．掌握PID校正的概念、物理意義

（2）熟練運用的公式

相位滯后、相位超前串聯校正補償器、PID校正控制器

七、線性離散系統

（1）基本要求

1．理解信號采樣過程，掌握采樣定理、D／A及A/D轉換器功能及原理

2．掌握Z變換與Z反變換的概念，能求解典型系統的脈沖傳遞函數

3．了解線性離散系統穩定性概念、和穩定性條件

4．掌握w變換，運用勞斯判據判斷系統穩定性

（2）熟練運用的公式

基本Z變換及Z反變換公式，W變換公式、脈沖傳遞函數公式

八、系統辨識初步

（1）要求

1．系統辨識概念

2．能夠利用頻率特性建立系統模型

（2）熟練運用的公式

Bode圖繪制及計算分析