2021上海理工大學(xué)867自動(dòng)控制原理綜合研究生考試大綱 正文

上海理工大學(xué)碩士研究生入學(xué)
《自動(dòng)控制原理綜合》考試大綱
 
參考書目：胡壽松，《自動(dòng)控制原理》（第五版），科學(xué)出版社，2007年
 
一、 考試大綱
 
1. 自動(dòng)控制的一般概念
主要內(nèi)容：自動(dòng)控制的基本原理（反饋）；自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、基本控制方式（開環(huán)、閉環(huán)）；自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)。
基本要求：反饋控制的概念；由給定物理系統(tǒng)原理圖建立控制系統(tǒng)方塊圖。
 
2. 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
主要內(nèi)容：微分方程；傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖。
基本要求：傳遞函數(shù)的定義；典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；結(jié)構(gòu)圖等效變換法則；信號(hào)流圖的繪制；用梅遜公式求閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
 
3. 時(shí)域分析法
主要內(nèi)容：控制系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能指標(biāo)；一階、二階系統(tǒng)的時(shí)域分析；線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析；穩(wěn)態(tài)誤差。
基本要求：一階、二階系統(tǒng)的典型響應(yīng)（以階躍響應(yīng)為主）；性能指標(biāo)的分析與計(jì)算；穩(wěn)定性的概念；線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件；應(yīng)用勞斯-赫爾維茨判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的定義、計(jì)算及一般規(guī)律。
 
4. 根軌跡法
主要內(nèi)容：根軌跡法的基本概念、基本任務(wù)；根軌跡繪制的基本法則；廣義根軌跡；系統(tǒng)性能的分析。
基本要求：根軌跡方程；根軌跡的繪制；廣義根軌跡的繪制；主導(dǎo)極點(diǎn)；利用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
 
5. 線性系統(tǒng)頻域分析法
主要內(nèi)容：頻率特性；頻率域穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)定裕度；閉環(huán)系統(tǒng)的頻域指標(biāo)。
基本要求：頻率特性的概念；典型環(huán)節(jié)和開環(huán)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線(Nyquist曲線和對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線)的繪制；Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用；幅值裕度和相角裕度的計(jì)算；最小相位系統(tǒng)、截止頻率、穿越頻率、帶寬等概念。
 
 
6. 線性系統(tǒng)的校正方法
主要內(nèi)容：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正；常用校正裝置及其特性；串聯(lián)校正；反饋校正；復(fù)合校正；控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)
基本要求：系統(tǒng)帶寬的確定及基本控制規(guī)律；無源校正網(wǎng)絡(luò)，有源校正裝置，及PID控制器；串聯(lián)校正；反饋校正；復(fù)合校正；控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)
7. 線性離散系統(tǒng)分析法
主要內(nèi)容：Z變換理論；離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差；離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
基本要求：Z變換及Z反變換的方法、性質(zhì)；開環(huán)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的定義及求法；離散系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)（w變換與勞斯穩(wěn)定判據(jù)）；離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算；離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。
 
8. 非線性控制系統(tǒng)分析
主要內(nèi)容：常見非線性特性；相平面法；描述函數(shù)法。
基本要求：相軌跡的一般特點(diǎn)及繪制方法；線性系統(tǒng)的相軌跡；非線性系統(tǒng)的相平面分析；典型非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)；用描述函數(shù)法研究系統(tǒng)穩(wěn)定性和自激振蕩，求自激振蕩的振幅和頻率。
 
9. 線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
主要內(nèi)容：狀態(tài)空間描述；可控性與可觀測性；線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)及狀態(tài)觀測器；李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
基本要求：狀態(tài)空間表達(dá)式的建立；傳遞函數(shù)的可控標(biāo)準(zhǔn)型建立；狀態(tài)方程的解（狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣）；線性定常系統(tǒng)的線性變換；傳遞函數(shù)矩陣；可控性、可觀性及其判據(jù)；對(duì)偶原理；狀態(tài)反饋及極點(diǎn)配置；狀態(tài)觀測器及其設(shè)計(jì)；Lyapunov漸近穩(wěn)定性判斷。
 
10. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法
主要內(nèi)容：最優(yōu)控制的一般概念；最優(yōu)控制中的變分法；極小值原理及其應(yīng)用；線性二次型問題的最優(yōu)控制；動(dòng)態(tài)規(guī)劃；控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
基本要求：最優(yōu)控制問題，最優(yōu)控制應(yīng)用類型及最優(yōu)控制的研究方法；變分法解最優(yōu)控制問題；連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的極小值原理；最小時(shí)間控制和最小能量控制；線性二次型問題；有限時(shí)間與無限時(shí)間情況下的各種狀態(tài)調(diào)節(jié)器；離散動(dòng)態(tài)規(guī)劃與連續(xù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃；控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
 
二、 試卷組成
 
經(jīng)典控制部分100分，現(xiàn)代控制部分50分，總分150分。
命題著重考察考生對(duì)基本概念和基本理論的掌握情況，以及對(duì)基本方法的運(yùn)用能力。

上海理工大學(xué)

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