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2017年碩士研究生入學(xué)考試自命題科目考試大綱

科目代碼：831   科目名稱：自動控制原理

一. 考試要求

主要考查學(xué)生對經(jīng)典控制、現(xiàn)代控制和計算機控制基本概念、相關(guān)理論和方法的理解與掌握；考查學(xué)生運用系統(tǒng)建模、分析及控制器設(shè)計相關(guān)方法和手段的能力；考查學(xué)生運用Matlab控制相關(guān)的基本命令進行系統(tǒng)建模、分析和仿真、控制器設(shè)計的能力。

二、考試內(nèi)容

1．自動控制
控制的基本概念；簡單電路、機械系統(tǒng)和直流電機的物理建模；物理系統(tǒng)的微分方程及線性化；傳遞函數(shù)、框圖化簡及Mason增益公式；系統(tǒng)的時間響應(yīng)、主導(dǎo)極點及時域性能指標(biāo)計算、直流增益、穩(wěn)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)計算；系統(tǒng)的穩(wěn)定性及勞斯判據(jù)；180和0根軌跡、根軌跡的手工繪制、根軌跡關(guān)鍵特征點計算；系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、Bode圖的手工繪制及傳遞函數(shù)辨識、開環(huán)頻率指標(biāo)與系統(tǒng)動態(tài)性能計算、Nyquist圖手工繪制和Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)；基于根軌跡的控制器設(shè)計（P、PD、PI、PID、PIDF、超前和滯后）和前置濾波器設(shè)計，基于Bode圖的控制器設(shè)計（超前、滯后）。
2．現(xiàn)代控制
物理系統(tǒng)的狀態(tài)方程描述、系統(tǒng)的能控性和能觀性、極點配置控制器設(shè)計、狀態(tài)觀測器設(shè)計
3．計算機控制
采樣信號描述、星號拉普拉斯變換及性質(zhì)；零階保持器及性質(zhì)；Z變換；離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)；混合系統(tǒng)的離散化；離散系統(tǒng)穩(wěn)定性、July判據(jù)、W變換和勞斯判據(jù)；離散系統(tǒng)直流增益及穩(wěn)態(tài)誤差計算；離散系統(tǒng)的動態(tài)性能；離散系統(tǒng)的根軌跡及性質(zhì)、離散系統(tǒng)的Bode 圖；控制器的離散化方法及性質(zhì)(反向差分、前向差分、雙線性變換、零極點匹配和預(yù)曲雙線性變換); 離散狀態(tài)方程、能控性和能觀性、狀態(tài)反饋控制器及狀態(tài)觀測器設(shè)計。連續(xù)離散等效設(shè)計方法、離散系統(tǒng)的直接分析及控制器設(shè)計：根軌跡法、Bode圖法、極點配置方法。
4. Matlab控制相關(guān)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：填空題、簡答題、計算題、分析設(shè)計題等。

四、參考書目

1．《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》．Richard C. Dorf, Robert H．Bishop著，謝紅衛(wèi)等譯，電子工業(yè)出版社，2011。第十一版
2．《現(xiàn)代控制工程》．Katsuhiko Ogata著，盧伯英等譯，電子工業(yè)出版社，2012。第五版
3．《動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)字控制》．Gene F. Frankin J. David Powell著．清華大學(xué)出版社，2001。第3版
4．《計算機控制及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》．龍志強等編．中國水利水電出版社，2007。第1版
5. 《Linear System Theory and Design》,Chi-Tsong Chen著，Oxford University Press，1999，Third Edition.