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2012年南京理工大学硕士研究生自控大纲 .pdf

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2012年南京理工大学硕士研究生自控大纲 .pdf


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2012 年南京理工大学硕士研究生自控大纲(初试) (控制理论基础,占 75 分) 一、总要求 以胡寿松编著的教材《自动控制原理》(第五版)的第 1、2 、3、4 、5、6 章内容为主要命题范围, 全面考查考生对经典控制理论的基本概念、基本方法掌握的程度,以及灵活运用基本概念和原理分 析问题、解决问题的能力。 二、命题范围及考查的知识点 1 自动控制的基本概念 1) 自动控制系统三种基本控制方式:开环控制、闭环控制、复合控制; 2) 反馈控制的机理,闭环控制系统的基本组成; 3) 对控制系统的基本要求:稳定性、准确性和动态特性; ,2 控制系统的数学模型 1) 传递函数定义及性质,结构图的概念; 2) 获取具体物理系统的传递函数,以及绘制系统结构图的方法; 3) 通过结构图的化简,求取开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数及干扰信号作用下的 闭环传递函数; 4) 信号流图的建立以及梅逊公式的应用。 3 线性系统的时域分析法 1) 系统性能指标的定义; 2) 系统稳定性概念、劳斯稳定判据及其应用; 3) 一阶、二阶系统的动态性能分析,二阶系统阶跃响应的分析及动态性能指标的计算; 4) 系统类型的定义、静态误差系数的定义及计算方法,利用静态误差系数计算系统的静态误差; 5) 主导极点的概念,高阶系统动态性能的近似分析方法。 4 线性系统的根轨迹法 1) 根轨迹的基本概念,根轨迹与系统性能的关系; 2) 根轨迹绘制的基本法则,灵活应用基本法则绘制系统的根轨迹; 3) 利用根轨迹分析系统的性能; 4) 参数根轨迹和零度根轨迹的概念。 5 线性系统的频率响应法 1) 频率特性的定义及其几何表示法; 2) 系统开环对数频率特性图、幅相曲线图的绘制; 3) 最小相位系统与非最小相位系统的概念; 4) 利用开环对数频率特性求开环传递函数的条件及方法; 5) 利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定性判据判断闭环系统的稳定性; 6) 相角稳定裕量和幅值稳定裕量的定义及其求取方法,它们与系统时域性能指标之间的定 性关系; 7) 利用开环对数频率特性估算系统的时域性能指标的方法; 8) 闭环系统谐振峰值、谐振频率及带宽的定义,它们与系统时域指标之间的定性关系。 6 控制系统的综合校正 1) 控制系统校正的基本概念; 2) PID 校正的思想及算法; 3) 二阶系统的比例微分校正及速度反馈校正; 4) 串联超前校正、滞后校正、超前-滞后校正的优缺点,及其基于 Bode 图的设计方法。 2011 年硕士研究生入学考试大纲(复试) (现代控制理论,占 50 分) 一、总要求 命题以胡寿松编著的教材《自动控制原理》(第五版)的第 7、8、9 章内容为主要命题范围,全 面考查考生对现代控制理论、线性离散系统理论和非线性系统基本分析方法掌握的程度,以及灵活 运用基本概念和原理分析问题、解决问题的能力。 二、命题范围及考查的知识点 1 线性系统的状态空间分析与综合 1)状态空间的相关概念; 2 )建立元件、系统状态空间表达式的方法; 3 )状态空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式变换的基本方法; 4 )由状态空间表达式求系统传递矩阵的方法; 5 )状态转移矩阵的性质及求取方法,线性定常系统状态方程求解方法; 6 )可控性、可观测性的基本概念; 7 )判定系统的可控性、可观测性充要条件及有关方法; 8 )可控性、可观测性与系统传递函数的关系; 9 )利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念,按系统指标要求确定状态反馈矩阵的方法; 10)利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念,按系统指标要求确定输出反馈矩阵的方 法; 11)分解定理的意义,状态观测器的作用,全维状态观测器的设计方法; 12)李雅普诺夫稳定性的基本概念; 13)应用李雅普诺夫理论判定系统稳定性的方法。 2 线性离散系统的分析与校正 1 )采样定理及采样系统与连续系统的区别与联系; 2 )z 变换及 z 反变换; 3 )离散系统差分方程、脉冲传递函数等数学模型的形式; 4 )离散系统稳定性的分析方法,影响离散系统稳定性的因素; 5 )离散系统稳态误差的分析方法,动态性能分析的基本方法; 6 )PID 控制器的作用及其数字化实现。 3 非线性控制系统分析 1 )非线性系统与线性系统的区别与联系; 2 )常见非线性特性及其对系统运动的影响; 3 )相平面法的基本概念; 4 )简单非线性系统的相轨迹绘制方法; 5 )用极限环分析系统的稳定性和自振的方法; 6 )描述函数的基本概念; 7 )非线性系统结构图简化的方法; 8 )用描述函数法分析非线性系统的稳定性、自激振荡的有关参数。 4 基于 MATLAB 的控制系统辅助分析与设计方法 1) 表示控制系统数学模型的 MATLAB 常用函数; 2 )求取典型输入信号作用下控制系统脉冲响应、阶跃响应的常用MATLAB 函数; 3 )基于MATLAB/Simulink 的连续系统、离散系统、典型非线性系统的数字仿真方法。

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