上海工程技术大学

硕士研究生入学考试《控制理论基础》考试大纲

考试科目：控制理论基础

考试科目代码：803

考试参考书目：  1、席剑辉等．控制工程基础[M].国防工业出版社.2012

                2、董景新.控制工程基础(第4版) [M].清华大学出版社,2015

                3、胡寿松.自动控制原理（第六版）[M].科学出版社,2018

考试总分：150分

考试时间：3小时

一、考试目的和要求

控制理论基础是一门主要的专业基础课，其主要目的是使学生了解单输入，单输出线性控制系统的基本概念，基本原理以及基本的分析方法，为后继专业课程打下基础。其要求使学生对经典控制理论有全面的了解，掌握传递函数的概念及其求取方法，了解典型环节及其运动规律。能绘制一般系统的方块图及简化方块图。掌握一阶系统，二阶系统的时间响应。理解系统稳定性的概念及条件。能绘制系统的奈魁斯特图和波德图、并掌握控制系统的校正。

二、考试内容

1. 绪论

掌握自动控制系统的工作原理，自动控制系统的组成，自动控制的基本方式和控制系统的基本要求，用方块图表示具体的控制系统。

2. 控制系统数学模型

了解数学模型的基本概念，掌握控制系统的建模方法，能够运用动力学、电学及专业知识建立简单机械、电气、机电系统的数学模型；掌握线性系统的齐次性、叠加性，了解非线性数学模型的线性化；掌握拉氏变换；掌握传递函数的概念和性质，会求传递函数的零点和极点；熟悉典型环节的传递函数，了解方块图的组成及意义，能够根据系统微分方程绘制系统的方块图；掌握方块图简化和梅逊公式求解传递函数。

3. 时间响应分析

掌握时间响应的概念，了解典型输入信号及其特点；掌握一阶系统的定义和基本参数，能够求解一阶系统的单位脉冲、单位阶跃、单位斜坡响应；掌握一阶系统时间响应曲线的基本形状及意义；掌握二阶系统的定义和参数；掌握二阶系统单位脉冲响应、单位阶跃响应曲线的基本形状及振荡情况与阻尼比之间的对应关系；掌握二阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。

4. 控制系统的稳定性及其时域判据

掌握系统稳定性的概念及稳定的条件，熟练应用系统稳定性的时域判据－罗斯判据和霍尔维茨判据。

5. 控制系统的稳态误差

掌握控制系统偏差、误差和稳态误差的概念，能利用终值定理和动态误差系数求取稳态误差。

6. 控制系统频域分析

掌握系统频率特性的基本概念，掌握频率特性的Nyquist 图和Bode图的组成原理，熟悉典型环节的Nyquist图和Bode图的特点及其绘制；掌握一般系统的Nyquist图和Bode图的特点和绘制；能应用实验法确定系统的传递函数；掌握Nyquist和Bode稳定判据及具体应用；理解系统相对稳定性的概念，会求相位裕量和幅值裕量；了解控制系统闭环频率特性、频域性能指标与时域性能指标的关系。

三、考试题型 

1. 方块图等效变换、梅逊公式求系统的传递函数

2. 二阶系统的时间响应的求解

3. 控制系统的稳定性及其时域判据   

4. 控制系统的稳态误差

5. 控制系统的稳定裕量        

6. 绘制系统的Nyquist图、Bode图，实验法确定系统的传递函数，频域稳定性判据的应用，控制系统的校正