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華北電力大學2021年碩士生入學考試初試科目考試大綱

考試科目編號：841

考試科目名稱：自動控制原理

一、考試的總體要求

熟練掌握經典控制理論中控制系統的基本概念、數學模型和分析方法;掌握用時域分析、根軌跡分析法和頻率響應分析法綜合連續線性定常控制系統;掌握用描述函數分析非線性控制系統;掌握離散系統的數學模型和分析方法;掌握現代控制理論狀態空間的基本概念和分析方法。

二、考試的內容

1.控制系統的基本概念、反饋控制系統的基本組成。開環、閉環控制。

2.數學模型：

建立實際系統的數學模型。微分方程和傳遞函數的關系;由原始方程繪制方框圖;方框圖的化簡。

3.時域分析：

一階、二階系統的暫態響應。動態分析及性能指標求法。穩定的概念、條件，用勞斯判據判定閉環穩定性，確定特征根的分布;誤差、穩態誤差的概念，典型給定輸入、擾動輸入下(階躍、斜坡、拋物線)系統的穩態誤差。

4.根軌跡分析法：

根軌跡的概念，參量根軌跡等價開環傳遞函數的確定;180、0度根軌跡的判定及繪制;根軌跡定性分析(穩定、不穩定區間的確定，單調衰減、振蕩衰減區間的確定)。

5.頻率響應分析法：

頻率特性的概念，諧波(正弦、余弦)輸入下系統的穩態誤差;頻率特性曲線、伯德圖的繪制;由頻率特性穩定判據判定閉環穩定性，確定閉環極點的分布;穩定裕量的概念、求法。

6.線性控制系統的校正：

常用校正裝置的類型;用頻率法在伯德圖上進行超前、滯后校正來滿足性能指標要求。

7.非線性系統分析：

非線性系統描述函數的概念，非線性系統描述函數分析(系統穩定性，自振蕩、自振蕩穩定性、自振頻率、自振振幅)。

8.離散系統分析：

離散系統求脈沖傳遞函數(階躍、斜坡、拋物線函數的Z變換);判定離散系統的閉環穩定性(穩定條件、穩定判據);求典型輸入(階躍、斜坡、拋物線)下的穩態誤差。

9.現代控制理論基礎：

建立系統的狀態空間模型并求取傳遞函數;模擬結構圖;狀態空間方程求解;能控性、能觀性;結構分解與最小實現;線性定常連續系統的離散化;用Lyapunov穩定判據判斷系統的穩定性;利用狀態反饋配置極點;設計降維、全維狀態觀測器。

考試試題主要測驗考生對控制理論的基本知識、基礎理論和基本技能掌握的程度，以及運用所學理論去分析、綜合控制系統的能力。試題中有用以測驗考生靈活運用所學知識分析、解決問題能力的內容。

三、考試的題型

均為分析、計算題，其中包括基本概念的內容。

四、參考書目

1.胡壽松編著，自動控制原理，科學出版社，第六版.

2.劉豹編著，現代控制理論，機械工業出版社，第三版.