1、胡壽松主編.《自動(dòng)控制原理》(第七版).北京:科學(xué)出版社,2019.
2、胥布工主編.《自動(dòng)控制原理》.北京:電子工業(yè)出版社,2011.
3、劉豹,唐萬生主編.《現(xiàn)代控制理論》(第3版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
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二、考試形式與試題類型
1、答卷方式:閉卷,筆試;
2、答題時(shí)間:180分鐘;
3、滿分:150分;
4、題型:選擇題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題。
三、考試內(nèi)容及要求
考試范圍包括經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩個(gè)部分。考生須掌握如下內(nèi)容:
1、自動(dòng)控制的一般概念
1)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念,負(fù)反饋控制的原理;
2)控制系統(tǒng)的組成與分類;
3)根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的工作原理畫控制系統(tǒng)的方塊圖。
2、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1)控制系統(tǒng)的建模;
2)傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì);
3)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,結(jié)構(gòu)圖的等效變換;
4)控制系統(tǒng)的信號(hào)流圖,結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖間的關(guān)系,由梅遜公式求
系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
3、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析
1)穩(wěn)定性的概念,系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件,Routh穩(wěn)定判據(jù);
2)穩(wěn)態(tài)性能分析
穩(wěn)態(tài)誤差的概念,根據(jù)定義求取誤差傳遞函數(shù),由終值定理計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差,包括給定誤差和擾動(dòng)誤差的分析與計(jì)算;
系統(tǒng)型別與靜態(tài)誤差系數(shù),影響穩(wěn)態(tài)誤差的因素;
3)動(dòng)態(tài)性能分析
一階系統(tǒng)特征參數(shù)與動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)間的關(guān)系;
典型二階系統(tǒng)的特征參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系;
附加閉環(huán)零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響;
閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)的概念,用此概念分析高階系統(tǒng)。
4、線性系統(tǒng)的根軌跡法
1)根軌跡的概念,根軌跡方程,幅值條件和相角條件;
2)繪制根軌跡的基本規(guī)則;
3)零度根軌跡:非最小相位系統(tǒng)的根軌跡及正反饋系統(tǒng)的根軌跡的繪制;
4)等效開環(huán)傳遞函數(shù)的概念,參數(shù)根軌跡的繪制;
5)用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
5、線性系統(tǒng)的頻域分析
1)頻率特性的定義,幅頻特性與相頻特性;
2)用頻率特性的概念分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng);
3)頻率特性的幾何表示方法
典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)幅相頻率特性曲線(又稱奈氏曲線或極坐標(biāo)圖)的繪制;
典型環(huán)節(jié)及開環(huán)系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線(Bode圖)的繪制;
由對(duì)數(shù)幅頻特性求最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù);
4)奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
根據(jù)奈氏曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
由對(duì)數(shù)頻率特性曲線判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;
5)穩(wěn)定裕量
當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念;
幅值裕量和相角裕量的定義及計(jì)算;
6)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系。
6、系統(tǒng)校正
1)校正的基本概念,校正的方式,常用校正裝置的特性;
2)根據(jù)性能指標(biāo)的要求,設(shè)計(jì)校正裝置,用頻率法確定串聯(lián)超前校正、滯后校正和滯后-超前校正裝置的參數(shù);
3)將性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為期望開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性,根據(jù)期望特性設(shè)計(jì)最小相位系統(tǒng)的校正裝置;
4)了解反饋校正和復(fù)合校正的基本思路與方法。
7、離散系統(tǒng)的分析與校正
1)離散系統(tǒng)的基本概念,信號(hào)采樣與復(fù)現(xiàn);
2)Z變換的定義,Z變換的方法;
3)離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述,差分方程與脈沖傳遞函數(shù);
4)離散系統(tǒng)的性能分析
穩(wěn)定性分析:離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件,W變換及Routh穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用;
穩(wěn)態(tài)誤差分析:離散系統(tǒng)終值定理的應(yīng)用,離散系統(tǒng)的型別與靜態(tài)誤差系數(shù);
動(dòng)態(tài)性能分析:離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng),閉環(huán)極點(diǎn)與動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系。
8、非線性控制系統(tǒng)分析
1)非線性系統(tǒng)的特點(diǎn),非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系;
2)相平面分析法、奇點(diǎn)的確定及分類;
3)用描述函數(shù)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自振及有關(guān)參數(shù)。
9、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
1)狀態(tài)空間的概念,線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述,狀態(tài)方程的解,狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及其性質(zhì);
2)線性系統(tǒng)的能控性與能觀性,狀態(tài)可控與輸出可控的概念,可控與可觀標(biāo)準(zhǔn)型;
3)線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)。
本文內(nèi)容整理于武漢工程大學(xué)研究生院。
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