一、總體要求
要求學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)控制系統(tǒng)的基本原理,掌握單輸入單輸出、線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的常用分析與綜合方法。能夠建立線性定??刂葡到y(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)簡(jiǎn)單的線性定常系統(tǒng)能夠分別采用時(shí)域分析法、頻率響應(yīng)法和根軌跡法進(jìn)行分析與綜合。能夠進(jìn)行采樣控制系統(tǒng)的建模和性能分析。掌握非線性控制系統(tǒng)的基本分析方法。
二、考試范圍、要點(diǎn)以及所占比例
1.自動(dòng)控制的基本概念
?。?)自動(dòng)控制的基本概念;開環(huán)、閉環(huán)(反饋)控制系統(tǒng)的原理及特點(diǎn);
?。?)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類;自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成;對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求。
?。?)自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷程;
2.控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述
?。?)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及建立方法;非線性數(shù)學(xué)模型的微偏線性化;
?。?)傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖;
(3)反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);
?。?)控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性及表示法,如頻率特性函數(shù)、伯德(Bode)圖和奈奎斯特(Nyquist)圖。
3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
?。?)穩(wěn)定性的定義和充要條件;
?。?)勞斯穩(wěn)定(Routh)判據(jù),Nyquist穩(wěn)定判據(jù),Bode穩(wěn)定判據(jù);
?。?)非最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。
4.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析
?。?)時(shí)域分析法:控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,典型信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析,擾動(dòng)信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析及抑制;控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo);一階、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析;主導(dǎo)極點(diǎn)和高階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析;閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點(diǎn)分布對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。
?。?)根軌跡法:常規(guī)根軌跡及廣義根軌跡(零度根軌跡、參量根軌跡);基于根軌跡圖的系統(tǒng)性能分析與估算;根軌跡法校正。2
(3)頻率響應(yīng)法:穩(wěn)定裕度的計(jì)算;從開環(huán)頻率特性計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能;二階系統(tǒng)時(shí)域與頻域性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系;開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性低、中、高頻段特征與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關(guān)系。
5.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的校正
?。?)期望開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性的設(shè)計(jì)(“三頻段”原則);
?。?)串聯(lián)校正(超前校正、滯后校正、滯后-超前校正、PID校正);
?。?)局部反饋校正;
?。?)復(fù)合控制與前饋校正。
6.采樣控制系統(tǒng)
(1)采樣控制系統(tǒng)的基本概念與脈沖傳遞函數(shù);
(2)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;
?。?)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析;
?。?)采樣控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析。
7.非線性控制系統(tǒng)
?。?)非線性系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)描述、分類、特點(diǎn)和常用研究方法;
(2)非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法;自激(持)振蕩的概念及判別;
?。?)非線性系統(tǒng)的相平面法。
三、考試形式
1.考試時(shí)間:180分鐘。
2.試卷分值:150分。
3.考試方式:閉卷考試。
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