主要考察學生掌握《自動控制原理》的基本知識,基本理論和基本技能的情況及其分析問題和解決問題的能力。
二、內(nèi)容
1.控制系統(tǒng)的基本概念
自動控制系統(tǒng)的一般概念、自動控制系統(tǒng)的組成、理解對控制性能的基本要求
2.控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
微分方程式的建立與求解;傳遞函數(shù);脈沖響應;方框圖繪制與化簡;信號流圖;狀態(tài)方程式;各種數(shù)學模型的相互轉(zhuǎn)換
3.時域分析
1)二階系統(tǒng)的時域分析;動態(tài)響應指標的求取;由動態(tài)響應指標確定一、二階系統(tǒng)模型參數(shù)
2)系統(tǒng)型別,開環(huán)放大增益,靜態(tài)誤差增益,根軌跡增益
3)主導極點、附加閉環(huán)零、極點的概念,高階系統(tǒng)簡化為二階系統(tǒng)的條件
4)Routh穩(wěn)定性判據(jù);穩(wěn)態(tài)誤差
5)系統(tǒng)參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性,動態(tài)性能,穩(wěn)定性的影響分析
4.根軌跡
1)180°根軌跡、0°根軌跡、參量根軌跡(廣義根軌跡)的繪制
2)根據(jù)系統(tǒng)根軌跡分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)性能
5.頻域分析
1)頻率特性的分析與計算
2)Nyquist圖、Bode圖的繪制;由頻率特性圖求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)
3)Nyquist穩(wěn)定判據(jù),包括對非最小相位系統(tǒng)和具有延遲環(huán)節(jié)系統(tǒng)的分析
4)穩(wěn)定裕度的計算及分析
5)PID控制規(guī)律的組成及作用,PID應用的分析與計算
6)超前、滯后、滯后超前、反饋補償(校正)方法的概念與性能分析
6.非線性系統(tǒng)分析
1)非線性系統(tǒng)的特點,典型非線性環(huán)節(jié)
2)諧波線性化、描述函數(shù)定義及有關概念,非線性環(huán)節(jié)的等效變換
3)描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4)自持振蕩(極限環(huán))頻率和幅值
7.離散控制系統(tǒng)
1)采樣信號及采樣系統(tǒng)、采樣過程的數(shù)學描述、香農(nóng)定理、零階保持器
2)Z變換的物理意義及計算、s域與z域、w域變換
3)離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)、離散系統(tǒng)時域分析
4)離散系統(tǒng)穩(wěn)定性、離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差
8.現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析
1)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式;狀態(tài)空間表達式與傳遞函數(shù)、微分方程的互相轉(zhuǎn)換
2)狀態(tài)空間表達式的求解、系統(tǒng)傳遞函數(shù)矩陣、狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣
3)線性定常系統(tǒng)的可控性、可觀測性;可控標準形、可觀標準形的實現(xiàn)
4)Lyapunov穩(wěn)定性(連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng))
5)單輸入單輸出系統(tǒng)的綜合校正方法(狀態(tài)反饋、輸出反饋與極點配置、全階狀態(tài)觀測器設計和基于狀態(tài)觀測器的反饋控制)。
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