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《自动控制原理》考试大纲

全面掌握自动控制的基本概念与原理，深入理解与掌握自动控制系统分析、综合设计的基本方法，并能用这些基本的原理与方法去分析问题、解决问题。

考核内容：

1.自动控制的基本概念

1)自动控制、自动控制系统的基本概念以及自动控制系统的三种基本控制方式;

2)能够根据自动控制系统的原理示意图，分析系统的工作原理并绘制系统的方块图;

3)能够理解自动控制系统的分类以及自动控制系统的基本要求。

2.控制系统的数学模型

1)掌握控制系统的时域数学模型、复数域数学模型的建立方法;

2)能够绘制系统的结构图，并能够根据结构图求系统的闭环传递函数、误差传递函数及干扰信号作用下的闭环传递函数等。

3.线性系统的时域分析法

1)掌握系统性能指标的定义;

2)掌握系统稳定性的概念、系统稳定的充要条件、劳斯(Routh)稳定判据及其应用;

3)掌握一阶、二阶系统的动态性能分析及动态性能指标的计算，掌握二阶系统性能的改善方法;

4)掌握闭环主导极点的概念，了解高阶系统动态性能的分析方法;

5)掌握稳态误差的定义，并能够进行稳态误差的定量计算或定性分析。

4.线性系统的根轨迹法

1)掌握根轨迹的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法则，能够绘制系统的根轨迹;

3)掌握参数根轨迹和零度根轨迹的概念及绘制方法;

4)能够利用根轨迹法分析系统的性能。

5.线性系统的频域分析法

1)理解频率特性的定义、物理意义及其几何表示方法;

2)掌握典型环节的频率特性;

3)能够绘制系统的开环对数频率特性曲线(Bode图)及幅相频率特性曲线(Nyquist);

4)能够利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据判断闭环系统的稳定性;

5)掌握相角裕度和幅值裕度的定义及其求取方法，以及它们与系统性能的关系;

6)掌握三频段理论、开环频率特性与闭环系统性能之间的关系。

6.线性系统的校正方法

1)正确理解控制系统校正的基本概念、校正方式、常用校正装置的特性;

2)掌握串联超前校正、滞后校正、滞后-超前校正网络的校正原理及设计方法;

3)能够根据希望频率特性曲线确定最小相位系统的校正装置;

4)掌握前馈校正及复合校正的基本思路与方法。

7.线性离散系统的分析与校正

1)掌握离散系统的基本概念，信号的采样与保持;

2)掌握z变换及z反变换;

3)掌握离散系统差分方程、脉冲传递函数(z传递函数)等数学模型，能够根据离散系统的结构图求系统脉冲传递函数;

4)掌握离散系统的稳定性分析方法及影响离散系统稳定性的因素;

5)掌握离散系统的稳态误差计算及分析方法;

6)了解离散系统的动态性能分析方法;

7)掌握最少拍系统的概念及设计方法。

8.非线性控制系统分析

1)掌握非线性系统的基本概念，了解常见非线性特性及其对系统运动的影响;

2)正确理解相平面法的概念，掌握相轨迹的绘制方法，能够绘制系统的相轨迹并分析系统的性能;

3)掌握描述函数的概念，能够用描述函数法分析非线性系统的稳定性及自激振荡，并能够计算自激振荡的振幅和频率。

参考书目：

[1]《自动控制原理》(第七版)胡寿松，科学出版社，2019年

[2]《自动控制原理》(第三版)王万良，高等教育出版社，2020年

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