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南京信息工程大學2018年碩士研究生招生入學考試考試大綱

考試科目代碼：817

考試科目名稱：自動控制原理

第一部分 課程目標與基本要求

一、課程目標

本課程為控制系統提供了數學模型的建立、性能分析和系統設計的基本方法。要求考生掌握自動控制系統的基本理論知識和基本分析計算方法，強調基礎性和綜合性。注重測試考生對相關的基本概念、理論和分析方法的理解，以及運用基本概念、基本原理，靈活分析和解決實際問題的能力。

二、基本要求

考試內容包括經典控制理論和現代控制理論。要求理解、掌握：控制系統傳遞函數和信號流圖等數學模型的建立;系統穩定性、動態性能、穩態性能的時域分析;根軌跡法;頻域法;系統串聯校正的設計方法;線性離散系統的分析;系統狀態空間建模及其求解;系統可控性和可觀測性;線性定常系統狀態反饋及觀測器設計;李雅普諾夫穩定性理論。

第二部分 課程內容與考核目標

(1)自動控制的一般概念

1.掌握基本控制方式：開環、閉環(反饋)控制;

2.明確自動控制的性能要求：穩、快、準;

3.熟悉反饋控制原理與動態過程的概念，以及建立原理方塊圖的方法。

(2)數學模型

1.掌握動態方程建立及線性化方法;

2.熟練掌握結構圖的等效變換方法;

3.掌握梅遜公式及應用;

4.熟悉典型環節。

(3)時域分析法

1.掌握一、二階系統的分析與計算(不要求記公式，典型響應以階躍響應為主);

2.熟練掌握系統穩定性的分析與計算：勞思、赫爾維茨判據;

3.了解結構參數對系統響應影響的一般規律;穩態誤差的計算及一般規律。

(4)根軌跡法

1.熟悉根軌跡的概念與根軌跡方程;

2.熟練掌握根軌跡的繪制法則;

3.了解廣義根軌跡的概念與繪制方法;

4.掌握零、極點分布與階躍響應性能的關系;

5.理解主導極點與偶極子的概念。

(5)頻率響應法

1.熟悉線性系統的頻率響應、典型環節的頻率響應、系統開環的頻率響應;

2.熟練掌握頻域性能指標、環節和系統頻率響應曲線的繪制、Nyquist穩定判據和對數頻 率穩定判據的運用以及穩定裕度的計算;

3.了解信號的頻譜，閉環幅頻與階躍響應的關系，峰值及頻寬的概念，開環頻率響應與階躍響應的關系;

4.掌握三頻段(低頻段，中頻段和高頻段)的分析方法;

5.明確最小相位和非最小相位的差別。

(6)線性系統的校正方法

1.理解系統設計問題概述，串聯校正特性及作用：超前、滯后及PID;

2.掌握校正設計的頻率法;

3.熟悉反饋校正的作用及計算要點。

(7)線性離散系統的分析

1.理解離散系統的基本概念;香農采樣定理;Z變換定理;

2.掌握離散系統數學模型：差分方程和脈沖傳遞函數;

3.掌握離散系統穩定性分析方法及穩定性判據;

4.了解離散系統穩態誤差及動態性能分析。

(8)線性系統的狀態空間分析與綜合

1.理解狀態空間分析法的基本概念，掌握狀態空間表達式的建立及求解方法;

2.掌握線性系統可控性與可觀性的基本概念及判據;熟悉可控標準型與可觀標準型;

3.理解線性系統規范分解的作用與意義，了解規范分解的一般方法;

4.掌握線性定常系統的狀態反饋極點配置及狀態觀測器設計;

5.熟悉李雅普洛夫意義穩定性的基本概念及系統穩定性分析。

第三部分 有關說明與實施要求

1.考試目標的能力層次的表述

本課程對各考點的能力要求一般分為三個層次用相關詞語描述：

較低要求——了解、明確;

一般要求——理解、熟悉;

較高要求——掌握、應用。

2.命題考試的若干規定

(1)本課程的命題考試根據本大綱規定的考試內容來確定。試卷兼顧覆蓋面、能力層次、內容、難易程度。

(2)試題主要題型有：填空題、計算題，主要以計算題為主。

(3)考試方式為閉卷筆試。考試時間為180分鐘。試題要有一定的區分度，難易程度要適當，試卷中對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解(明確)”占15%，“理解(熟悉)”占45%，“掌握(應用)”占40%。一般應使本學科、專業本科畢業的優秀考生能取得及格以上成績。