招生学院：信息科学与工程学院 招生专业：控制科学与工程
科目名称：自动控制原理
一、考试形式与试卷结构
(一)试卷满分值及考试时间
本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。
(二)答题方式
答题方式为闭卷、笔试。试卷由试题和答题纸组成;答案必须写在答题纸(由考点提供)相应的位置上。
(三)试卷内容结构
考试内容主要包括经典控制部分(50%)，现代控制部分(35%)，离散控制部分(15%)。
(四)试卷题型结构
1.计算题(150分)，共9～10道。
二、考查目标
课程考试的目的在于测试考生对于控制原理的基本概念、基本理论、基础方法的掌握情况以及综合应用的能力。
三、考查范围或考试内容概要
第一部分经典控制部分
1.自动控制的基本概念
开环、闭环系统，控制系统的分类以及判别方法;控制系统的基本要求。
2.数学模型
物理系统建模;典型环节的数学模型;传递函数和方框图;信号流图;梅逊公式;不同数学模型的相互转化。
3.时域分析
微分方程的求解方法;控制系统的性能指标与时域分析;主导极点;常规控制器。
4.稳定性与稳态误差
稳定的概念;劳斯-赫尔维茨判据的应用;控制系统的型;稳态误差系统;稳态误差的计算。
5.根轨迹分析
根轨迹方程;根轨迹绘制方法;广义根轨迹的绘制方法;根轨迹的性能分析;基于根轨迹的系统补偿器的设计。
6.频率特性分析
频率特性的定义以及图形表示;频率特性函数曲线的绘制方法;利用频率特性曲线判别稳定性;稳定裕度的定义与计算;基于频率特性的补偿器设计。
第二部分现代控制部分
1.数学模型
状态空间表达式;模拟结构图;数学模型的建立。
2.状态空间表达式的解
齐次、非齐次方程的解;矩阵指数的定义、计算与性质。
3.能控性与能观性
能控性的定义与判别;能观性的定义与判别;对偶的定义与性质;能控标准型;能观标准型;结构性分解。
4.稳定性
李亚普诺夫稳定性定义;李亚普诺夫第一法;李亚普诺夫第二法;李亚普诺夫方法的应用。
5.控制综合
极点配置;镇定;解耦问题;状态观测器;利用状态观测器实现状态反馈。
第三部分离散控制部分
1.线性离散系统的数学模型和求解
差分方程;差分方程的解;Z变换;脉冲传递函数;离散系统的状态空间模型;离散系统的状态空间模型的解
2.离散时间系统的分析与设计
离散时间系统的稳定性;基于Z域的分析与设计;基于频率的分析与设计
四、参考教材或主要参考书：
孙优贤、王慧，《自动控制原理》化学工业出版社，2011年;
刘豹、唐万生，《现代控制理论》(第3版)，机械工业出版社，2011年
