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2017年碩士研究生入學考試自命題科目考試大綱

科目代碼：831   科目名稱：自動控制原理

一. 考試要求

主要考查學生對經典控制、現代控制和計算機控制基本概念、相關理論和方法的理解與掌握；考查學生運用系統建模、分析及控制器設計相關方法和手段的能力；考查學生運用Matlab控制相關的基本命令進行系統建模、分析和仿真、控制器設計的能力。

二、考試內容

1．自動控制
控制的基本概念；簡單電路、機械系統和直流電機的物理建模；物理系統的微分方程及線性化；傳遞函數、框圖化簡及Mason增益公式；系統的時間響應、主導極點及時域性能指標計算、直流增益、穩態誤差和穩態誤差系數計算；系統的穩定性及勞斯判據；180和0根軌跡、根軌跡的手工繪制、根軌跡關鍵特征點計算；系統的頻率響應、Bode圖的手工繪制及傳遞函數辨識、開環頻率指標與系統動態性能計算、Nyquist圖手工繪制和Nyquist穩定性判據；基于根軌跡的控制器設計（P、PD、PI、PID、PIDF、超前和滯后）和前置濾波器設計，基于Bode圖的控制器設計（超前、滯后）。
2．現代控制
物理系統的狀態方程描述、系統的能控性和能觀性、極點配置控制器設計、狀態觀測器設計
3．計算機控制
采樣信號描述、星號拉普拉斯變換及性質；零階保持器及性質；Z變換；離散系統的脈沖傳遞函數；混合系統的離散化；離散系統穩定性、July判據、W變換和勞斯判據；離散系統直流增益及穩態誤差計算；離散系統的動態性能；離散系統的根軌跡及性質、離散系統的Bode 圖；控制器的離散化方法及性質(反向差分、前向差分、雙線性變換、零極點匹配和預曲雙線性變換); 離散狀態方程、能控性和能觀性、狀態反饋控制器及狀態觀測器設計。連續離散等效設計方法、離散系統的直接分析及控制器設計：根軌跡法、Bode圖法、極點配置方法。
4. Matlab控制相關的基本命令
zpk, tf, ss, frd, feedback, impulse, step, lsim, pzmap, rlocus, bode, margin，nyquist, sisotool, c2d, place(acker)

三、考試形式

考試形式為閉卷、筆試，考試時間為3小時，滿分150分。

題型包括：填空題、簡答題、計算題、分析設計題等。

四、參考書目

1．《現代控制系統》．Richard C. Dorf, Robert H．Bishop著，謝紅衛等譯，電子工業出版社，2011。第十一版
2．《現代控制工程》．Katsuhiko Ogata著，盧伯英等譯，電子工業出版社，2012。第五版
3．《動態系統的數字控制》．Gene F. Frankin J. David Powell著．清華大學出版社，2001。第3版
4．《計算機控制及網絡技術》．龍志強等編．中國水利水電出版社，2007。第1版
5. 《Linear System Theory and Design》,Chi-Tsong Chen著，Oxford University Press，1999，Third Edition.