華僑大學(xué)

華僑大學(xué)碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

招生學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院 招生專業(yè)：控制科學(xué)與工程

科目名稱：自動(dòng)控制原理

一、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

(一)試卷滿分值及考試時(shí)間

本試卷滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘。

(二)答題方式

答題方式為閉卷、筆試。試卷由試題和答題紙組成;答案必須寫在答題紙(由考點(diǎn)提供)相應(yīng)的位置上。

(三)試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)

考試內(nèi)容主要包括經(jīng)典控制部分(50%)，現(xiàn)代控制部分(35%)，離散控制部分(15%)。

(四)試卷題型結(jié)構(gòu)

1.填空和選擇題(35分)、問答題(15分)、計(jì)算設(shè)計(jì)題(100分)。

二、考查目標(biāo)

課程考試的目的在于測(cè)試考生對(duì)于控制原理的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)方法的掌握情況以及綜合應(yīng)用的能力。

三、考查范圍或考試內(nèi)容概要

第一部分經(jīng)典控制部分

1.自動(dòng)控制的基本概念

開環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的分類以及判別方法;控制系統(tǒng)的基本要求。

2.數(shù)學(xué)模型

物理系統(tǒng)建模;典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型;傳遞函數(shù)和方框圖;信號(hào)流圖;梅遜公式;不同數(shù)學(xué)模型的相互轉(zhuǎn)化。

3.時(shí)域分析

微分方程的求解方法;控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)與時(shí)域分析;主導(dǎo)極點(diǎn);常規(guī)控制器。

4.穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差

穩(wěn)定的概念;勞斯-赫爾維茨判據(jù)的應(yīng)用;控制系統(tǒng)的型;穩(wěn)態(tài)誤差系統(tǒng);穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。

5.根軌跡分析

根軌跡方程;根軌跡繪制方法;廣義根軌跡的繪制方法;根軌跡的性能分析;基于根軌跡的系統(tǒng)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)。

6.頻率特性分析

頻率特性的定義以及圖形表示;頻率特性函數(shù)曲線的繪制方法;利用頻率特性曲線判別穩(wěn)定性;穩(wěn)定裕度的定義與計(jì)算;基于頻率特性的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)。

第二部分現(xiàn)代控制部分

1.數(shù)學(xué)模型

狀態(tài)空間表達(dá)式;模擬結(jié)構(gòu)圖;數(shù)學(xué)模型的建立。

2.狀態(tài)空間表達(dá)式的解

齊次、非齊次方程的解;矩陣指數(shù)的定義、計(jì)算與性質(zhì)。

3.能控性與能觀性

能控性的定義與判別;能觀性的定義與判別;對(duì)偶的定義與性質(zhì);能控標(biāo)準(zhǔn)型;能觀標(biāo)準(zhǔn)型;結(jié)構(gòu)性分解。

4.穩(wěn)定性

李亞普諾夫穩(wěn)定性定義;李亞普諾夫第一法;李亞普諾夫第二法;李亞普諾夫方法的應(yīng)用。

5.控制綜合

極點(diǎn)配置;鎮(zhèn)定;解耦問題;狀態(tài)觀測(cè)器;利用狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋。

第三部分離散控制部分

1.線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和求解

差分方程;差分方程的解;Z變換;脈沖傳遞函數(shù);離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型;離散系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型的解

2.離散時(shí)間系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性;基于Z域的分析與設(shè)計(jì);基于頻率的分析與設(shè)計(jì)

四、參考教材或主要參考書：

1.孫優(yōu)賢、王慧，《自動(dòng)控制原理》化學(xué)工業(yè)出版社，2011年;

2.胡壽松，《自動(dòng)控制原理》(第6版)，科學(xué)出版社，2013年;

3.劉豹、唐萬生，《現(xiàn)代控制理論》(第3版)，機(jī)械工業(yè)出版社，2011年。