【考研大纲】广西大学2019年控制科学与工程学术型学位点和控制工程领域专业学位点----自动控制原理科目考研大纲

2019-04-27 15:31:54
【考研大纲】广西大学控制科学与工程学术型学位点和控制工程领域专业学位点----自动控制原理科目考研大纲
2018-10-10 09:38   审核人:

考试大纲(自动控制原理,共150分)

一、考试说明

1、总分满分:150  

2、考试时间:3小时  

3、考试方式:笔试  

二、试题类型

闭卷笔试。

三、试卷结构

经典控制理论占55%,现代控制理论占45%

四、考试内容
总体要求:全面考查考生对自动控制原理的基本概念、基本方法掌握的程度及运用基本概念、原理、灵活解决问题、分析问题的能力。

命题范围及考查的知识点(★号所注内容为考查的重点)

经典控制理部分:

1自动控制及系统的基本概念
1)自动控制系统三种基本控制方式:开环控制、闭环控制、复合控制;
2)反馈控制的机理;
3)闭环控制系统的基本组成;
4)对控制系统的基本要求。
2动态系统模型
  时域模型:微分方程;复域模型:传递函数;控制系统的结构图是描述系统数学模型的三种主要形式,重点考查:
1)传递函数定义及性质,结构图的概念;
2)获取具体物理系统的传递函数,以及绘制系统结构图的方法;
3)通过结构图的化简,求取开环传递函数、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;
4)一般了解信号流图的建立及梅逊公式的应用。
3连续时间线性系统的时域分析法
1)系统性能指标的定义;
2)系统稳定性概念、劳斯稳定判据及其应用;
3)一阶、二阶系统(主要是二阶)的动态性能分析,二阶系统阶跃响应的分析及动态性能指标的计算;
4)系统类型的定义、静态误差系数的定义及计算方法,利用静态误差系数计算系统的静态误差;
5)主导极点的概念,一般了解高阶系统动态性能的分析方法。
6)掌握根轨迹的基本概念,根轨迹与系统性能的关系;
7)掌握根轨迹绘制的基本法则,灵活应用基本法则绘制系统的根轨迹;
8)利用根轨迹分析系统的性能;
9)了解参数根轨迹和零度根轨迹的概念。
4线性控制系统的频率响应法
1)频率特性的定义及其几何表示法;
2)系统开环对数频率特性图、幅相曲线图的绘制;
3)最小相位系统与非最小相位系统的概念;
4)利用开环对数频率特性求开环传递函数的条件、方法;
5)利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定性判据判断闭环系统的稳定性;
6)相角稳定裕量和幅值稳定裕量的定义及其求取方法,它们与系统性能的关系;
7)掌握开环幅值穿越频率、相角交界频率的定义,了解闭环谐振峰值、谐振频率及带宽的定义。

5线性控制系统的综合校正
1)正确理解控制系统校正的基本概念;
2PID校正的思想及算法;
3)二阶系统的比例微分校正及速度反馈校正;
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、反馈校正的设计方法及它们的优缺点;
6)复合控制校正的设计方法及其优缺点。
6线性离散系统的分析
1)掌握采样定理及采样系统与连续系统的区别与联系;
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)一般了解离散系统数字校正的方法。
7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)掌握相轨迹的绘制方法,并能用解析方法绘制简单非线性系统的相轨迹;
5)掌握用极限环分析系统的稳定性和自振的方法;
6)正确理解描述函数的基本概念;
7)掌握非线性系统结构简化的方法;
8)熟练掌握用描述函数分析非线性系统的稳定性、自振及有关参数。

 

现代控制理论部分:

1控制系统的状态空间表达式

1)正确理解状态空间有关概念;

2)熟练掌握建立元件、系统状态空间表达式的方法;

3) 了解系统状态矢量的线性变换和其特性;

4)熟练掌握状态空间表达式变换为约旦标准型的方法;

5)熟练掌握由状态空间表达式求系统传递矩阵的方法;

2控制系统状态空间表达式的解

1)熟练掌握状态转移矩阵的性质及求取方法,掌握线性定常系统状态方程求解方法;

2)了解求线性定常系统非齐次方程的解的方法;

3线性控制系统的能控性和能观性

1)正确理解可控性、可观测性的基本概念;

2)掌握空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式变换的基本方法;
3)熟练掌握判定系统的可控性、可观测性充要条件及有关方法;
4)理解可控性、可观测性与系统传递函数的关系;
5)理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;

4稳定性与李雅普诺夫方法

1)  正确理解李雅普诺夫关于稳定性的定义;

2)  理解Lyapunov 第一方法和第二法;初步掌握寻求系统李雅普诺夫函数判定系统稳定性的方法。

3)掌握由李雅普诺夫方程判别线性系统稳定性的方法。
5线性定常系统的综合

1)正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念,熟练掌握按系统指标要求确定状态反馈矩阵的方法;
2)正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念,掌握按系统指标要求确定输出反馈矩阵的方法;

3)了解系统的镇定问题和解耦问题;
4)了解状态观测器的作用,一般了解全维状态观测器的设计方法;