2018年南京信息工程大学自动控制原理考研大纲

　　考试科目代码：817

　　考试科目名称：自动控制原理

　　第一部分课程目标与基本要求

　　一、课程目标

　　本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。

　　二、基本要求

　　考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。要求理解、掌握：控制系统传递函数和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析；根轨迹法；频域法；系统串联校正的设计方法；线性离散系统的分析；系统状态空间建模及其求解；系统可控性和可观测性；线性定常系统状态反馈及观测器设计；李雅普诺夫稳定性理论。

　　第二部分课程内容与考核目标

　　（1）自动控制的一般概念

　　1．掌握基本控制方式：开环、闭环（反馈）控制；

　　2．明确自动控制的性能要求：稳、快、准；

　　3．熟悉反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。

　　（2）数学模型

　　1．掌握动态方程建立及线性化方法；

　　2．熟练掌握结构图的等效变换方法；

　　3．掌握梅逊公式及应用；

　　4．熟悉典型环节。

　　（3）时域分析法

　　1．掌握一、二阶系统的分析与计算（不要求记公式，典型响应以阶跃响应为主）；

　　2．熟练掌握系统稳定性的分析与计算：劳思、赫尔维茨判据；

　　3．了解结构参数对系统响应影响的一般规律；稳态误差的计算及一般规律。

　　（4）根轨迹法

　　1．熟悉根轨迹的概念与根轨迹方程；

　　2．熟练掌握根轨迹的绘制法则；

　　3．了解广义根轨迹的概念与绘制方法；

　　4．掌握零、极点分布与阶跃响应性能的关系；

　　5．理解主导极点与偶极子的概念。

　　（5）频率响应法

　　1．熟悉线性系统的频率响应、典型环节的频率响应、系统开环的频率响应；

　　2．熟练掌握频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据的运用以及稳定裕度的计算；

　　3．了解信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念，开环频率响应与阶跃响应的关系；

　　4．掌握三频段（低频段，中频段和高频段）的分析方法；

　　5．明确最小相位和非最小相位的差别。

　　（6）线性系统的校正方法

　　1．理解系统设计问题概述，串联校正特性及作用：超前、滞后及PID；

　　2．掌握校正设计的频率法；

　　3．熟悉反馈校正的作用及计算要点。

　　（7）线性离散系统的分析

　　1．理解离散系统的基本概念；香农采样定理；Z变换定理；

　　2．掌握离散系统数学模型：差分方程和脉冲传递函数；

　　3．掌握离散系统稳定性分析方法及稳定性判据；

　　4．了解离散系统稳态误差及动态性能分析。

　　（8）线性系统的状态空间分析与综合

　　1．理解状态空间分析法的基本概念，掌握状态空间表达式的建立及求解方法；

　　2．掌握线性系统可控性与可观性的基本概念及判据；熟悉可控标准型与可观标准型；

　　3．理解线性系统规范分解的作用与意义，了解规范分解的一般方法；

　　4．掌握线性定常系统的状态反馈极点配置及状态观测器设计；

　　5．熟悉李雅普洛夫意义稳定性的基本概念及系统稳定性分析。

　　第三部分有关说明与实施要求

　　1．考试目标的能力层次的表述

　　本课程对各考点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：

　　较低要求——了解、明确；

　　一般要求——理解、熟悉；

　　较高要求——掌握、应用。

　　2．命题考试的若干规定

　　（1）本课程的命题考试根据本大纲规定的考试内容来确定。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容、难易程度。

　　（2）试题主要题型有：填空题、计算题，主要以计算题为主。

　　（3）考试方式为闭卷笔试。考试时间为180分钟。试题要有一定的区分度，难易程度要适当，试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解（明确）”占15%，“理解（熟悉）”占45%，“掌握（应用）”占40%。一般应使本学科、专业本科毕业的优秀考生能取得及格以上成绩。