2017年硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲
科目代码:831 科目名称:自动控制原理
一. 考试要求
主要考查学生对经典控制、现代控制和计算机控制基本概念、相关理论和方法的理解与掌握;考查学生运用系统建模、分析及控制器设计相关方法和手段的能力;考查学生运用Matlab控制相关的基本命令进行系统建模、分析和仿真、控制器设计的能力。
二、考试内容
1.自动控制
控制的基本概念;简单电路、机械系统和直流电机的物理建模;物理系统的微分方程及线性化;传递函数、框图化简及Mason增益公式;系统的时间响应、主导极点及时域性能指标计算、直流增益、稳态误差和稳态误差系数计算;系统的稳定性及劳斯判据;180和0根轨迹、根轨迹的手工绘制、根轨迹关键特征点计算;系统的频率响应、Bode图的手工绘制及传递函数辨识、开环频率指标与系统动态性能计算、Nyquist图手工绘制和Nyquist稳定性判据;基于根轨迹的控制器设计(P、PD、PI、PID、PIDF、超前和滞后)和前置滤波器设计,基于Bode图的控制器设计(超前、滞后)。
2.现代控制
物理系统的状态方程描述、系统的能控性和能观性、极点配置控制器设计、状态观测器设计
3.计算机控制
采样信号描述、星号拉普拉斯变换及性质;零阶保持器及性质;Z变换;离散系统的脉冲传递函数;混合系统的离散化;离散系统稳定性、July判据、W变换和劳斯判据;离散系统直流增益及稳态误差计算;离散系统的动态性能;离散系统的根轨迹及性质、离散系统的Bode 图;控制器的离散化方法及性质(反向差分、前向差分、双线性变换、零极点匹配和预曲双线性变换); 离散状态方程、能控性和能观性、状态反馈控制器及状态观测器设计。连续离散等效设计方法、离散系统的直接分析及控制器设计:根轨迹法、Bode图法、极点配置方法。
4. Matlab控制相关的基本命令
zpk, tf, ss, frd, feedback, impulse, step, lsim, pzmap, rlocus, bode, margin,nyquist, sisotool, c2d, place(acker)
三、考试形式
考试形式为闭卷、笔试,考试时间为3小时,满分150分。
题型包括:填空题、简答题、计算题、分析设计题等。
四、参考书目
1.《现代控制系统》.Richard C. Dorf, Robert H.Bishop著,谢红卫等译,电子工业出版社,2011。第十一版
2.《现代控制工程》.Katsuhiko Ogata著,卢伯英等译,电子工业出版社,2012。第五版
3.《动态系统的数字控制》.Gene F. Frankin J. David Powell著.清华大学出版社,2001。第3版
4.《计算机控制及网络技术》.龙志强等编.中国水利水电出版社,2007。第1版
5. 《Linear System Theory and Design》,Chi-Tsong Chen著,Oxford University Press,1999,Third Edition.