上海工程技术大学

硕士研究生入学考试《自动控制原理》考试大纲

考试科目：自动控制原理

考试科目代码：808

考试参考书目：1、王建辉，顾树生．自动控制原理（第2版）.清华大学出版社.2014

             2、刘豹，唐万生．现代控制理论（第3版）. 机械工业出版社. 2011

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掌握线性控制系统的基本概念、基本原理以及分析方法，为后继专业课程打下基础。要求学生对经典控制理论及现代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；能绘制一般系统的结构框图及简化方法，掌握信号流图绘制方法及梅逊公式；掌握一阶系统、二阶系统的时域响应；理解系统稳定性的概念和条件，掌握稳定性的判定方法；掌握稳态误差的求取以及降低稳态误差的方法；掌握根轨迹的绘制方法，能够根据根轨迹分析系统的性能；理解频率响应的概念，能绘制系统的奈奎斯特图和波德图；掌握控制系统的校正方法。掌握线性定常时不变系统状态空间表达式的建立及求解、系统的能控能观性分析、状态反馈控制器及全维观测器的设计。

二、考试内容

1. 自动控制系统的基本概念

自动控制的基本概念；开环控制和闭环控制的特点；控制系统的基本组成、控制方式、分类和常用测试信号；控制系统的性能指标。

2. 自动控制系统的数学模型

控制系统数学模型的定义；简单电路、机电系统微分方程、传递函数模型的建立；结构框图的绘制及等效变换；信号流图的绘制及梅逊增益公式的应用。

3. 自动控制系统的时域分析

时域性能指标和系统稳定性条件；一阶、二阶系统的时域分析；主导极点、高阶系统时域分析；Routh稳定判据；稳态误差和稳态误差系数的计算。

4. 根轨迹法

根轨迹的定义及根轨迹方程；根轨迹的绘制方法；根轨迹法在系统分析及计算中的应用。

5. 频率法

系统频率特性的定义和表示法，典型环节的频率特性；系统奈奎斯特及伯德图的绘制方法；Nyquist稳定判据及应用；稳定裕度的含义及计算方法。

6. 控制系统的校正及综合

系统校正的基本方式；运用频率法对系统进行超前校正；运用频率法对系统进行滞后校正。

7. 现代控制理论

线性定常时不变的系统状态空间表达式的建立；状态空间表达式的解；系统能控能观性分析；状态反馈控制器及全维观测器的设计。

三、考试题型 

1. 结构图等效变换、梅逊公式求系统传递函数。 （20分）

2. 二阶系统的时域响应 （15分）

3. 控制系统的稳定性判定及稳态误差   （17分）

4. 系统根轨迹的绘制及性能分析            (22分)

5. 奈奎斯特稳定判据、波特图         (21分)

6. 系统的超前校正、滞后校正                 （25分）

7. 现代控制理论                 （30分）