南京理工大学自动控制原理2011年考研大纲(南京理工大学自动控制原理2011年考研大纲答案)

考试大纲（自动控制原理，共150分）

（带*的内容为考试重点）

一般要求

命题内容以胡寿松教授主编的教材《自动控制原理》为主要参考书。综合测试考生对自动控制原理基本概念、基本方法的掌握以及应用基本概念、原理，灵活解决问题、分析问题的能力。

命题范围及待考知识点

1 自动控制的基本概念

1）自动控制系统的基本控制方式有开环控制、闭环控制、复合控制三种；

*2）反馈控制机制；

*3）闭环控制系统的基本组成；

*4) 控制系统的基本要求。

2 控制系统数学模型

微分方程、传递函数和结构图是描述系统数学模型的三种主要形式。重点是：

*1) 传递函数的定义和性质、结构图的概念；

*2）获取特定物理系统的传递函数以及如何绘制系统结构图；

3）通过结构图的简化，得到干扰信号作用下的开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数和闭环传递函数；

4）大致了解信号流图的建立和梅森公式的应用。

3 线性系统时域分析方法

重点是考察考生系统稳定性、稳态误差、动态质量和其他性能的分析方法。

*1) 系统性能指标的定义；

*2）系统稳定性概念、劳斯稳定性判据及其应用；

*3）一阶、二阶系统（主要是二阶）动态性能分析，二阶系统阶跃响应分析及动态性能指标计算；

*4）系统类型的定义，静误差系数的定义和计算方法，用静误差系数计算系统的静误差；

5）主极点概念，大致了解高阶系统动态性能的分析方法。

4 线性系统的根轨迹法

1）掌握根轨迹的基本概念以及根轨迹与系统性能的关系；

2）掌握根轨迹绘制的基本规则，并灵活运用基本规则绘制系统的根轨迹；

3）利用根轨迹分析系统的性能；

4）理解参数根轨迹和零度根轨迹的概念。

5 线性系统的频率响应方法

*1）频率特性的定义及其几何表示；

*2）系统开环对数频率特性图和幅相曲线图的绘制；

3）最小相位系统和非最小相位系统的概念；

4）利用开环对数频率特性寻找开环传递函数的条件和方法；

*5) 使用奈奎斯特稳定性判据和对数频率稳定性判据来判断闭环系统的稳定性；

*6) 相角稳定裕度和幅度稳定裕度的定义及其计算方法，以及它们与系统性能的关系；

7) 掌握开环幅度交叉频率和相角交叉频率的定义，理解闭环谐振峰值、谐振频率和带宽的定义。

6 控制系统综合校正

1）正确理解控制系统标定的基本概念；

*2）PID修正的思想和算法；

*3）二阶系统的比例微分修正和速度反馈修正；

*4) 超前校正、滞后校正、超前滞后校正的设计方法；

5）串联校正和反馈校正的设计方法及其优缺点；

*6) 复合控制修正的设计方法及其优缺点。

7 线性离散系统的分析与修正

*1）掌握采样定理以及采样系统与连续系统的区别与联系；

2）掌握z变换和z逆变换；

*3）掌握离散系统微分方程、脉冲传递函数等数学模型的形式；

*4）掌握离散系统稳定性的分析方法，了解影响离散系统稳定性的因素；

*5）掌握离散系统稳态误差的分析方法，了解动态性能的分析方法；

6) 对离散系统数字校正方法的一般了解。

8非线性控制系统分析

1）非线性系统与线性系统的区别与联系；

2）了解常见的非线性特性及其对系统运动的影响；

*3）正确理解相平面法的基本概念；

4）掌握绘制相位轨迹的方法，能够运用解析方法绘制简单非线性系统的相位轨迹；

*5）掌握利用极限环分析系统稳定性和自振的方法；

*6）正确理解描述函数的基本概念；

7）掌握简化非线性系统结构的方法；

*8) 熟练运用描述函数分析非线性系统的稳定性、自振及相关参数。

9线性系统的状态空间分析与综合

*1）正确理解状态空间相关概念；

*2）精通建立组件和系统状态空间表达式的方法；

3）掌握将空间表达转化为可控制、可观察的标准形式、对角线形式、Jordan形式等标准化形式的基本方法；

4）熟练掌握从状态空间表达式求系统传递矩阵的方法；

*5）精通状态转移矩阵的性质和计算方法，掌握求解线性稳态系统状态方程的方法；

*6）正确理解可控性和可观性的基本概念；

*7）熟练确定系统可控性、可观性的充要条件及相关方法；

8）理解可控性、可观性与系统传递函数之间的关系；

9）了解线性系统规范分解的作用和意义，了解规范分解的一般方法；

*10）正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的相关概念，掌握根据系统指标要求确定状态反馈矩阵的方法；

*11）正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的相关概念，掌握根据系统指标要求确定输出反馈矩阵的方法；

12）正确理解分解定理，理解状态观测器的作用，大致了解全维状态观测器的设计方法；

*13）正确理解Lyapunov稳定性的相关概念；

14）掌握李雅普诺夫第二种方法，初步掌握求系统李雅普诺夫函数判断系统稳定性的方法。

10利用MATLAB进行控制系统仿真的基础知识

1）了解控制系统仿真的基本概念；

2）掌握使用SIMULINK图形界面进行连续系统仿真的基本方法。

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