考试科目代码：817
考试科目名称：自动控制原理
第一部分 课程目标与基本要求
一、课程目标
本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。
二、基本要求
考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。要求理解、掌握：控制系统传递函数和信号流图等数学模型的建立;系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析;根轨迹法;频域法;系统串联校正的设计方法;线性离散系统的分析;系统状态空间建模及其求解;系统可控性和可观测性;线性定常系统状态反馈及观测器设计;李雅普诺夫稳定性理论。
第二部分 课程内容与考核目标
(1)自动控制的一般概念
1.掌握基本控制方式：开环、闭环(反馈)控制;
2.明确自动控制的性能要求：稳、快、准;
3.熟悉反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。
(2)数学模型
1.掌握动态方程建立及线性化方法;
2.熟练掌握结构图的等效变换方法;
3.掌握梅逊公式及应用;
4.熟悉典型环节。
(3)时域分析法
1.掌握一、二阶系统的分析与计算(不要求记公式，典型响应以阶跃响应为主);
2.熟练掌握系统稳定性的分析与计算：劳思、赫尔维茨判据;
3.了解结构参数对系统响应影响的一般规律;稳态误差的计算及一般规律。
(4)根轨迹法
1.熟悉根轨迹的概念与根轨迹方程;
2.熟练掌握根轨迹的绘制法则;
3.了解广义根轨迹的概念与绘制方法;
4.掌握零、极点分布与阶跃响应性能的关系;
5.理解主导极点与偶极子的概念。
(5)频率响应法
1.熟悉线性系统的频率响应、典型环节的频率响应、系统开环的频率响应;
2.熟练掌握频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、Nyquist稳定判据和对数频 率稳定判据的运用以及稳定裕度的计算;
3.了解信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念，开环频率响应与阶跃响应的关系;
4.掌握三频段(低频段，中频段和高频段)的分析方法;
5.明确最小相位和非最小相位的差别。
(6)线性系统的校正方法
1.理解系统设计问题概述，串联校正特性及作用：超前、滞后及PID;
2.掌握校正设计的频率法;
3.熟悉反馈校正的作用及计算要点。
(7)线性离散系统的分析
1.理解离散系统的基本概念;香农采样定理;Z变换定理;
2.掌握离散系统数学模型：差分方程和脉冲传递函数;
3.掌握离散系统稳定性分析方法及稳定性判据;
4.了解离散系统稳态误差及动态性能分析。
(8)线性系统的状态空间分析与综合
1.理解状态空间分析法的基本概念，掌握状态空间表达式的建立及求解方法;
2.掌握线性系统可控性与可观性的基本概念及判据;熟悉可控标准型与可观标准型;
3.理解线性系统规范分解的作用与意义，了解规范分解的一般方法;
4.掌握线性定常系统的状态反馈极点配置及状态观测器设计;
5.熟悉李雅普洛夫意义稳定性的基本概念及系统稳定性分析。
第三部分 有关说明与实施要求
1.考试目标的能力层次的表述
本课程对各考点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：
较低要求——了解、明确;
一般要求——理解、熟悉;
较高要求——掌握、应用。
2.命题考试的若干规定
(1)本课程的命题考试根据本大纲规定的考试内容来确定。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容、难易程度。
(2)试题主要题型有：填空题、计算题，主要以计算题为主。
(3)考试方式为闭卷笔试。考试时间为180分钟。试题要有一定的区分度，难易程度要适当，试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解(明确)”占15%，“理解(熟悉)”占45%，“掌握(应用)”占40%。一般应使本学科、专业本科毕业的考生能取得及格以上成绩。
