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中國科學院大學碩士研究生入學考試

《自動控制理論》考試大綱

一、考試科目基本要求及適用范圍概述：

本《自動控制理論》考試大綱適用于中國科學院大學導航、制導與控制，控制理論與控制工程，檢測技術與自動化裝置，模式識別與智能系統等專業的碩士研究生入學考試。自動控制理論是自動化、電氣工程及自動化等許多學科專業的基礎理論課程，它主要研究控制系統的數學模型、線性連續系統和線性離散系統的分析與校正的基本概念和基本分析方法。要求考生熟練掌握《自動控制理論》課程的基本概念與基本運算，并能加以靈活應用。

二、考試形式和試卷結構

考試采取閉卷筆試形式，考試時間180分鐘，總分150分。試題題型均為計算題。

三、考試內容

(一)控制系統的數學模型

1. 自動控制系統的基本原理

2. 自動控制系統的分類

3. 控制系統的時域數學模型

4. 控制系統的復數域數學模型

5. 控制系統的結構圖與信號流圖

(二)線性系統的時域分析法

1. 線性系統時間響應的性能指標

2. 一階系統的時域分析

3. 二階系統的時域分析

4. 高階系統的時域分析

5. 線性系統的穩定性分析

6. 線性系統的穩態誤差計算

(三)線性系統的根軌跡法

1. 根軌跡方程

2. 根軌跡繪制的基本法則

3. 廣義根軌跡

4. 系統性能的分析

(四)線性系統的頻域分析法

1. 頻率特性

2. 典型環節和開環頻率特性曲線的繪制

3. 奈奎斯特穩定判據

4. 穩定裕度

5. 閉環系統的頻域性能指標

(五)線性系統的校正方法

1. 系統的設計與校正問題

2. 常用校正裝置及其特性

3. 串聯校正

4. 反饋校正

5. 復合校正

(六)線性離散系統的分析與校正

1. 離散系統的基本概念

2. 信號的采樣與保持

3. z變換理論

4. 離散系統的數學模型

5. 離散系統的穩定性與穩態誤差

6. 離散系統的動態性能

四、考試要求

(一)控制系統的數學模型

1. 理解和掌握自動控制系統的基本原理和基本概念

2. 理解并掌握自動控制系統的實例和基本要求

3. 掌握自動控制系統的分類方法

4. 熟練掌握控制系統的微分方程的建立方法

5. 靈活應用控制系統的傳遞函數

6. 熟練掌握控制系統的結構圖及信號流圖

(二)線性系統的時域分析法

1. 熟練掌握線性系統時間響應的性能指標

2. 熟練掌握一階系統的時域特性

3. 靈活應用二階系統的時域特性

4. 掌握高階系統的時域特性

5. 熟練掌握并靈活運用線性系統的穩定性分析方法

6. 熟練掌握線性系統的穩態誤差計算方法

(三)線性系統的根軌跡法

1. 熟練掌握根軌跡方程

2. 熟練掌握并靈活運用根軌跡繪制的基本法則

3. 熟練掌握根軌跡法分析控制系統性能指標

4. 靈活應用根軌跡法確定控制系統的控制參數

5. 掌握廣義根軌跡的繪制的基本法則

(四)線性系統的頻域分析法

1. 理解線性系統頻率特性的基本概念及物理意義

2. 熟練掌握典型環節對數幅頻特性曲線

3. 熟練掌握對數幅頻特性簡化繪制方法并熟練繪制開環系統頻率特性曲線

4. 掌握奈奎斯特穩定判據并熟練繪制奈奎斯特圖

5. 靈活應用對數幅頻特性分析控制系統的穩定裕度

6. 理解閉環頻率特性分析方法

(五)線性系統的校正方法

1. 理解控制系統的設計與校正問題

2. 掌握常用校正裝置及其特性

3. 熟練掌握超前校正和滯后校正方法并能對控制系統進行設計和校正

4. 掌握反饋校正方法并能對控制系統進行設計和校正

5. 掌握復合校正方法并能對控制系統進行設計和校正

(六)線性離散系統的分析與校正

1. 理解并掌握離散系統的基本概念、特點和研究方法

2. 理解信號的采樣與保持過程，掌握香農采樣定理

3. 熟練掌握z變換理論

4. 熟練掌握并靈活應用離散系統的數學模型的建立方法

5. 熟練掌握離散系統的穩定性分析方法和穩態誤差計算

6. 熟練掌握離散系統動態性能的時域分析方法

五、主要參考教材

胡壽松主編，《自動控制原理》，科學出版社，2013年3月第六版