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五邑大学2018考研大纲:自动控制原理

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  五邑大学2018考研大纲:自动控制原理

  一、 基本要求

  了解自动控制系统的基本构成,理解自动控制的基本原理,熟悉并掌握线性定常控制系统的数学描述,掌握分析系统动态性能、静态性能和稳定性的分析方法和工具,初步了解系统校正的一些常用方法,为进一步学习后续课程打下必要的控制理论基础。

  二、 考试范围

  1、控制系统的一般概念

  (1)基本要求与基本知识点:

  自动控制技术的发展概况及作用;自动控制的基本方式;自动控制系统的分类;控制系统的基本要求。

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  系统控制量,干扰量,反馈等重要概念,掌握开环控制和闭环控制的结构、基本组成及特点等;掌握开环与闭环系统,线性与非线性系统,定常与时变系统等多种分类方法,线性叠加原理;控制系统的基本要求“稳”、“准”、“快”的含义。

  (3)重点掌握:自动控制系统的组成,负反馈原理及控制系统的分类等。

  2、控制系统数学模型

  (1)基本要求与基本知识点:

  控制系统运动方程式;非线性运动方程式的线性化;传递函数;控制系统的传递函数;控制系统方框图及其简化;

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  一般控制系统微分方程式建立的方法;小偏差线性化的方法及意义;传递函数的概念、性质等;对一般控制系统介绍控制量至输出,干扰量至输出等传递函数的求取方法;控制系统方框图的绘制步骤及简化原则;信号流图的绘制方法及梅森增益公式。

  (3)重点掌握:动态微分方程的建立方法,传递函数、开、闭环传递函数,误差传递函数等概念,方框图的绘制及简化等。

  3、线性系统的时域分析

  (1)基本要求与基本知识点:

  典型输入信号;一阶系统的时域分析;二阶系统的时域分析;高阶系统的时域分析;线性系统的稳定性与稳定判据;反馈系统的误差与偏差;反馈系统的稳态误差及计算。

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  对线性系统时域分析的一般方法引入典型输入信号;一阶系统定义,时域响应求取及实验求取系统时间常数的方法;介绍二阶系统定义,时域响应求取方法,重点掌握二阶系统性能指标的计算;稳定性概念,正确理解Routh判据,并应用它进行稳定性分析和计算;反馈系统误差、偏差概念及其拉氏变换之间的关系;反馈系统稳态误差的几种计算方法。

  (3)重点掌握:时域分析方法,稳定性概念及判据,稳态误差计算及减小消除措施。

  4、根轨迹法

  (1)基本要求与基本知识点:

  反馈系统的根轨迹;绘制根轨迹的基本原则;典型反馈系统的根轨迹分析

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  根轨迹的基本概念,根轨迹方程及幅值条件,相角条件等概念;180度根轨迹、0度根轨迹,参量根轨迹等绘制规则;典型反馈系统根轨迹绘制举例,非最小相位系统概念、根轨迹绘制。

  (3)重点掌握:常规根轨迹的绘制原则,根平面与闭环特征根分布及其系统响应的关系。

  5、线性系统的频域分析

  (1)基本要求与基本知识点:

  频率响应及其描述;典型环节的频率响应;对数频率特性;开环系统与闭环系统的频率响应;Nyquist稳定判据;控制系统的相对稳定性;频率指标和时域指标间的关系。

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  频率响应(特性)的定义,物理意义及表示方法;各种典型环节幅频及相频特性的计算、特点,并绘制概略Nyquist图;典型环节的Bode图绘制,以惯性环节、二阶振荡环节为重点。

  6、线性控制系统的校正

  (1)基本要求与基本知识点:

  系统设计问题概述,串联校正特性及作用:超前、滞后、滞后-超前。校正设计的频率法。复合校正原理。

  (2)要求掌握的基本概念、理论、原理

  校正装置的作用及频率法的应用。以串联校正为主,反馈校正为辅。复合校正的应用。

  7、线性系统的状态空间描述及线性定常系统的线性变换

  (1)基本知识点与要求:状态变量及状态空间表达式;状态空间表达式的状态变量图图;状态空间表达式的建立;状态空间表达式的线性变换。

  (2)要求掌握的基本概念、理论:状态变量、状态空间表达式、状态变量图;状态空间表达式的建立(从系统结构图、从机理、从数学方程三方面出发)、线性变换。

  (3)重点掌握:状态变量及状态空间表达式;状态空间表达式的建立;状态空间表达式的线性

  8、控制系统的状态空间表达式的解

  (1)基本要求与基本知识点:线性定常齐次方程的解;状态转移阵;线性定常非齐次方程的解。

  (2)要求掌握的基本概念、理论:状态转移阵;状态转移阵的求解、线性定常非齐次方程的解。

  (3)重点掌握:状态转移阵的求解;线性定常非齐次方程的解。

  9、线性控制系统的可控性和可观性

  (1)基本要求与基本知识点:可控性定义;线性定常系统的可控性判别;线性连续定常系统的可观性;对偶关系;可控标准型和可观标准型;传递函数的实现;传递函数的零极点对消与系统的可控性和可观性关系

  (2)要求掌握的基本概念、理论:可控性、可观性、可控标准型、可观标准型;系统的可控性和可观性判别、可控标准型和可观标准型求解。

  (3)重点掌握:系统的可控性和可观性判别;可控标准型和可观标准型求解。

  10、线性定常系统的反馈结构及状态观测器

  (1)基本要求与基本知识点:线性反馈控制系统的基本结构和特性;极点配置;状态观测器;利用状态观测器实现状态反馈的系统

  (2)要求掌握的基本概念、理论:线性反馈控制系统的基本结构和特性;极点配置。

  (3)重点掌握:线性反馈控制系统的基本结构和特性;极点配置。

  11、李雅普诺夫稳定性分析

  (1)基本要求与基本知识点:稳定性定义;李雅普诺夫第一方法;李雅普诺夫第二方法;李雅普诺夫方法在线性系统中应用;李雅普诺夫方法在非线性系统中应用。

  (2)要求掌握的基本概念、理论:稳定性;李雅普诺夫第一方法;李雅普诺夫第二方法。

  (3)重点掌握:稳定性的定义;李雅普诺夫第一方法;李雅普诺夫第二方法

  三、 参考书目

  胡寿松编,《自动控制原理》[M]. 北京:科学出版社出版,2007.6

  高国榮编,《自动控制原理》[M]. 广州:华南理工大学出版社,2007

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