浙江理工大學

浙江理工大學2022年碩士學位研究生招生考試業務課考試大綱

考試科目：自動控制理論 代碼：951

考試基本要求

考查考生掌握線性控制系統的建模、分析與設計理論及相關領域的基本理論和方法。

考試基本內容

線性系統的數學模型(20%)，線性控制系統的性能分析(50%)，線性控制系統的設計(30%)

第一部分：線性系統的數學模型

考查目標

l 理解自動控制系統的基本概念，掌握自動控制系統的基本組成部分。

l 能夠判斷自動控制系統的類型，能夠理論聯系實際結合生活中的實際例子掌握自動控制系統的原理與應用。

l 掌握線性系統的輸入輸出時間函數描述，傳遞函數的概念與求法，掌握結構圖等效變換方法和梅森公式求解系統的傳遞函數。

l 掌握狀態空間模型的機理建模方法，系統的傳遞函數和狀態空間模型之間的相互轉換。

考試內容

一、 自動控制系統

(一)開環控制和閉環控制方式

(二)自動控制系統的類型

(三)自動控制理論概要

(四)自動控制系統中的術語和定義

二、 線性系統的數學模型

(一)線性系統的輸入-輸出時間函數描述

(二)線性系統的輸入-輸出傳遞函數描述

(三)典型環節的數學模型

(四)框圖及其化簡方法

(五)信號流程圖及其化簡

(六)系統狀態空間模型及其機理建模方法

(七)系統的傳遞函數和狀態空間模型之間的相互轉換

第二部分：線性控制系統的性能分析

考查目標

l 了解線性系統的時間響應求解方法，掌握一階和二階系統對典型輸入信號的時間響應分析，高階系統的時域響應近似。

l 能夠繪制線性定常系統的常規根軌跡和參數根軌跡。

l 掌握控制系統的穩態誤差求取，控制系統的時域暫態性能指標、線性系統的穩定性分析。

l 掌握線性系統的運動分析，線性系統的能控性和能觀性，線性系統的Lyapunov穩定性分析。

考試內容

一、線性控制系統的時域分析

(一)典型輸入信號與線性定常系統的時域響應

(二)控制系統時域響應的性能指標

(三)一階和二階以及高階系統的暫態響應

(四)線性系統的穩定性

(五)勞斯-赫爾維茨穩定判據

(六)控制系統的穩態誤差

二、線性系統的根軌跡分析

(一)根軌跡的基本概念

(二)繪制根軌跡的基本條件和基本規則

(三)參數根軌跡

(四)利用根軌跡分析系統的性能

三、線性系統的頻域分析

(一)頻率特性

(二)典型環節的頻率特性

(三)系統開環頻率特性的繪制

(四)奈奎斯特穩定判據和系統的相對穩定性

(五)系統的頻率特性及頻域性能指標

四、基于狀態空間模型的性能分析

(一)線性系統的運動分析

(二)線性系統的能控性

(三)線性系統的能觀性

(四)線性系統的Lyapunov穩定性分析

第三部分：線性控制系統的設計

考查目標

l 了解線性系統的各種校正方法，掌握線性系統的基本超前滯后校正控制規律。

l 能夠根據開環系統的頻率特性和要求的性能指標給出串聯校正裝置的選擇。

l 掌握PID控制規律及其應用場合。

l 掌握基于狀態空間模型的控制器設計方法。

考試內容

(一)線性系統校正的概念

(二)線性系統的基本控制規律

(三)常用校正裝置及其特性

(四)校正裝置設計的方法和依據

(五)串聯校正的設計

(六)線性系統的狀態反饋控制器設計和狀態觀測器設計

參考書

《自動控制理論》，夏德鈐，翁貽方編著，機械工業出版社(第四版)，ISBN： 9787111396970，出版時間：2013.2

《現代控制理論》，俞立編著，清華大學出版社，ISBN： 9787302146575，出版時間：2007.4