華僑大學

華僑大學碩士研究生招生考試初試自命題科目考試大綱

招生學院：信息科學與工程學院 招生專業(yè)：控制科學與工程

科目名稱：自動控制原理

一、考試形式與試卷結構

(一)試卷滿分值及考試時間

本試卷滿分為150分，考試時間為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(由考點提供)相應的位置上。

(三)試卷內容結構

考試內容主要包括經典控制部分(50%)，現代控制部分(35%)，離散控制部分(15%)。

(四)試卷題型結構

1.填空和選擇題(35分)、問答題(15分)、計算設計題(100分)。

二、考查目標

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

三、考查范圍或考試內容概要

第一部分經典控制部分

1.自動控制的基本概念

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.數學模型

物理系統(tǒng)建模;典型環(huán)節(jié)的數學模型;傳遞函數和方框圖;信號流圖;梅遜公式;不同數學模型的相互轉化。

3.時域分析

微分方程的求解方法;控制系統(tǒng)的性能指標與時域分析;主導極點;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-赫爾維茨判據的應用;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)補償器的設計。

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)定裕度的定義與計算;基于頻率特性的補償器設計。

第二部分現代控制部分

1.數學模型

狀態(tài)空間表達式;模擬結構圖;數學模型的建立。

2.狀態(tài)空間表達式的解

齊次、非齊次方程的解;矩陣指數的定義、計算與性質。

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;對偶的定義與性質;能控標準型;能觀標準型;結構性分解。

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用。

5.控制綜合

極點配置;鎮(zhèn)定;解耦問題;狀態(tài)觀測器;利用狀態(tài)觀測器實現狀態(tài)反饋。

第三部分離散控制部分

1.線性離散系統(tǒng)的數學模型和求解

差分方程;差分方程的解;Z變換;脈沖傳遞函數;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.離散時間系統(tǒng)的分析與設計

離散時間系統(tǒng)的穩(wěn)定性;基于Z域的分析與設計;基于頻率的分析與設計

四、參考教材或主要參考書：

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

2.胡壽松，《自動控制原理》(第6版)，科學出版社，2013年;

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