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上海理工大学硕士研究生入学 《自动控制理论》考试大纲 参考书目:胡寿松,《自动控制原理》(第四版),科学出版社,2004 年 一、考试大纲 1. 自动控制的一般概念 主要内容:自动控制的基本原理(反馈);自动控制系统的基本组成、基本 控制方式(开环、闭环);自动控制系统的基本要求:稳、快、准。 基本要求:反馈控制的概念;由给定物理系统原理图建立控制系统方块图。 2. 控制系统的数学模型 主要内容:微分方程;传递函数;控制系统结构图与信号流图。 基本要求:传递函数的定义;典型环节的传递函数;结构图等效变换法则; 信号流图的绘制;用梅逊公式求闭环系统的传递函数。 3. 时域分析法 主要内容:控制系统时间响应的动态、静态性能指标;一阶、二阶系统的时 域分析;线性系统的稳定性分析;稳态误差。 基本要求:一阶、二阶系统的典型响应(以阶跃响应为主);性能指标的分 析与计算;稳定性的概念;线性系统稳定的充要条件;应用劳斯-赫尔维茨判据 判断系统稳定性;系统稳态误差的定义、计算及一般规律。 4. 根轨迹法 主要内容:根轨迹法的基本概念、基本任务;根轨迹绘制的基本法则;广义 根轨迹;系统性能的分析。 基本要求:根轨迹方程;根轨迹的绘制;广义根轨迹的绘制;主导极点;利 用根轨迹分析系统的性能。 5. 线性系统频域分析法 主要内容:频率特性;频率域稳定判据;稳定裕度;闭环系统的频域指标。 基本要求:频率特性的概念;典型环节和开环系统的频率响应曲线(Nyquist 曲线和对数幅频渐近特性曲线)的绘制;Nyquist 稳定判据和对数频率稳定判据 的应用;幅值裕度和相角裕度的计算;最小相位系统、截止频率、穿越频率、带 宽等概念。 6. 线性离散系统分析法 主要内容:Z 变换理论;离散系统的数学模型;离散系统的稳定性与稳态误 差;离散系统的动态性能分析 基本要求:Z 变换及 Z 反变换的方法、性质;开环、闭环脉冲传递函数的定 义及求法;离散系统稳定性判据(w 变换与劳斯稳定判据);离散系统稳态误差 的计算;离散系统的时间响应。 7. 非线性控制系统分析 主要内容:常见非线性特性;相平面法;描述函数法。 基本要求:相轨迹的一般特点及绘制方法;线性系统的相轨迹;非线性系统 的相平面分析;典型非线性环节的描述函数;用描述函数法研究系统稳定性和自 激振荡,求自激振荡的振幅和频率。 8. 线性控制系统的状态空间分析与综合 主要内容:状态空间描述;可控性与可观测性;线性定常系统的反馈结构及 状态观测器;李雅普诺夫稳定性分析 基本要求:状态空间表达式的建立;传递函数的可控标准型建立;状态方程 的解(状态转移矩阵);线性定常系统的线性变换;传递函数矩阵;可控性、可 观性及其判据;对偶原理;状态反馈及极点配置;状态观测器及其设计;Lyapunov 渐近稳定性判断。 二、试卷组成 经典控制部分 120 分,现代控制部分 30 分,总分 150 分。 命题着重考察考生对基本概念和基本理论的掌握情况,以及对基本方法的运 用能力。
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