自動(dòng)控制原理課程考試大綱

1、自動(dòng)控制原理考試大綱一基本要求1 、熟練掌握自動(dòng)控制的概念、基本控制方式及特點(diǎn)、對(duì)控制系統(tǒng)性能的基本要求。2 、熟練掌握典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)或梅森公式以及控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建立和表示方法，初步掌握小偏差線性化方法和通過(guò)機(jī)理分析建立數(shù)學(xué)模型的方法。3、熟練掌握暫態(tài)性能指標(biāo)、勞思判據(jù)、穩(wěn)態(tài)誤差、終值定理和穩(wěn)定性的概念以及利用這些概念對(duì)二階系統(tǒng)性能的分析，初步掌握高階系統(tǒng)分析方法、主導(dǎo)極點(diǎn)的概念。4 、熟練掌握根軌跡的概念和繪制法則，并能利用根軌跡對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，初步掌握偶極子的概念以及添加零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。5 、熟練掌握頻率特性的概念、開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性Nyquist圖和Bode

2、圖的畫(huà)法和奈氏判據(jù)，掌握絕對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)、條件穩(wěn)定系統(tǒng)、最小相位系統(tǒng)、非最小相位系統(tǒng)、穩(wěn)定裕量、頻域性能指標(biāo)的概念，以及頻率特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系。6、熟練掌握校正的基本概念、基本校正方式和反饋校正的作用，初步掌握復(fù)合校正的概念和以串聯(lián)校正為主的頻率響應(yīng)綜合法，了解以串聯(lián)校正為主的根軌跡綜合法，掌握常用校正裝置及其作用。二考試內(nèi)容）第1章自動(dòng)控制的一般概念主要內(nèi)容：自動(dòng)控制的任務(wù)，基本控制方式：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)（反饋）控制。自動(dòng)控制的性能要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)及最優(yōu)化?；疽螅褐攸c(diǎn)是反饋控制原理與動(dòng)態(tài)過(guò)程的概念，以及建立原理方塊圖的方法。第2章數(shù)學(xué)模型主要內(nèi)容：動(dòng)態(tài)方程建立及線性化，傳遞函數(shù)及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)

3、圖的等效變換，梅遜公式及應(yīng)用，典型環(huán)節(jié)。基本要求：重點(diǎn)是傳遞函數(shù)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的概念，以及增量線性化、結(jié)構(gòu)圖等效變換的法則。利用復(fù)阻抗直接建立電路結(jié)構(gòu)圖的方法。典型環(huán)節(jié)的概念。第3章時(shí)域分析法主要內(nèi)容：典型響應(yīng)及性能指標(biāo)。一、二階系統(tǒng)的分析與計(jì)算。系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計(jì)算：勞斯、古爾維茨判據(jù)。穩(wěn)態(tài)誤差的訃算及一般規(guī)律。基本要求：重點(diǎn)是典型響應(yīng)，性能指標(biāo)諸概念及計(jì)算指標(biāo)的方法，也要重視結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)影響的一般規(guī)律。典型響應(yīng)以階躍響應(yīng)為主。勞斯、古爾維茨判據(jù)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。終值定理的使用條件。第4章根軌跡法主要內(nèi)容：根軌跡的概念與根軌跡方程，根軌跡的繪制法則，廣義根軌跡，零、極點(diǎn)分布與階躍響應(yīng)

4、性能的關(guān)系，主導(dǎo)極點(diǎn)與偶極子，階躍響應(yīng)的根軌跡分析?；疽螅褐攸c(diǎn)是根軌跡法則的應(yīng)用及主導(dǎo)極點(diǎn)、偶極子等的概念，利用根軌跡估算階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)，法則證明只需一般了解。第5章頻率響應(yīng)法主要內(nèi)容：線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)的頻率響應(yīng)，Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)，穩(wěn)定裕度及計(jì)?算，信號(hào)的頻譜，閉環(huán)幅頻與階躍響應(yīng)的關(guān)系，峰值及頻寬，開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)的關(guān)系，三頻段（低頻段，中頻段和高頻段）的分析方法。基本要求：頻域性能指標(biāo)、環(huán)節(jié)和系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線的繪制、以及系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)（Nyquist判據(jù)和對(duì)數(shù)判據(jù)）均為重點(diǎn)內(nèi)容。等M、等N圓圖，尼柯?tīng)査箞D僅作一般了解。要明

5、確單位最小相位和非最小相位的差別。估算公式只作一般了解。第6章線性系統(tǒng)的校正方法主要內(nèi)容：系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題概述，串聯(lián)校正特性及作用：超前、滯后及PID。校正設(shè)計(jì)的頻率法。校正設(shè)計(jì)的根軌跡法。反饋校正的作用及計(jì)算要點(diǎn)。復(fù)合校正原理及其實(shí)現(xiàn)?；疽螅盒Ｕb置的作用及頻率法的應(yīng)用。以串聯(lián)校正為主，反饋校正為輔。以頻率法為主，根軌跡法為輔。復(fù)合校正的應(yīng)用。第7章線性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析方法主要內(nèi)容：狀態(tài)的概念和狀態(tài)方程的列寫(xiě)，狀態(tài)方程的解。狀態(tài)方程的線性變換，傳遞函數(shù)陣。系統(tǒng)的可控性、可觀性及其判據(jù)。動(dòng)態(tài)方程的標(biāo)準(zhǔn)形，可控性、可觀性分解。對(duì)偶原理，傳遞函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)反饋及極點(diǎn)配置。狀態(tài)觀測(cè)器及其設(shè)計(jì)

6、。穩(wěn)定性理論?；疽螅簝H限于單輸入單輸出線性定常連續(xù)系統(tǒng)的一般理論。第8章采樣系統(tǒng)理論主要內(nèi)容：采樣信號(hào)及采樣系統(tǒng)。采樣過(guò)程的數(shù)學(xué)描述。采樣信號(hào)的復(fù)現(xiàn)：香農(nóng)定理、零階保持器。Z變換及Z反變換：定理、方法及應(yīng)用。差分方程及差分方程的解。脈沖傳遞函數(shù)及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖變換。采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算：雙線性變換和勞斯判據(jù)，朱利（Jury）判據(jù)。采樣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算及一般規(guī)律。采樣系統(tǒng)零、極點(diǎn)分布與動(dòng)態(tài)性能的定性分析。離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程及其解?；疽螅篫變換的應(yīng)用和脈沖傳遞函數(shù)的概念，用Z變換解差分方程。三試卷結(jié)構(gòu)采用閉卷考試，卷面滿分100分占該科LI期末總成績(jī)的70%（平時(shí)作業(yè)和考察分占該科目期末總成績(jī)的30%）。試題結(jié)構(gòu)形式如下：1. 試題難易比例：基本題占60%,綜合題占20%,靈活題占20%；2. 試題類(lèi)型：計(jì)算題+填空題+簡(jiǎn)答題占60%,編程題+應(yīng)用題占40%。四教材及參考教材本課程的使用教材：程鵬.自動(dòng)控制原理M.北京：高等教育出版社，2003.可供參考的教材：1胡有松.自動(dòng)控制原理M.北京：科學(xué)出版社，2001.2蔣大明等.自動(dòng)控制原理M.北京：清華大學(xué)出版社/北方交通大學(xué)出版社，2003.3 翁思義等.自動(dòng)控制原理M