2021昆明理工大學自動控制原理專業研究生考試大綱 正文

第一部分 考試形式與試卷結構
一.試卷滿分及考試時間
試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。
二.答題方式
答題方式為閉卷、筆試。
三.試卷的內容結構
基礎理論與概念部分，約占 30%。
理論分析與計算部分，約占 50%。
綜合分析與設計部分，約占 20%。
四.試卷題型結構
填空、選擇題          30%
論述、分析與計算題    50%
綜合分析設計題        20%
 合計150分
 
第二部分 考察的知識及范圍
 
 
第一章  自動控制系統的基本概念  
內容：
1.1 開環控制系統與閉環控制系統
1.2 閉環控制系統的組成和基本環節
1.3 自動控制系統的類型
1.4 自動控制系統的性能指標
重點掌握：
    1、明確自動控制的任務和有關自動控制的基本概念；
    2、正確理解三種控制方式及特點（閉環、開環、復合）。
一般掌握：
    1、根據系統工作原理圖畫系統原理方框圖的方法、并能判別系統的控制方式；
    2、通過自動控制系統示例，建立起“自動控制”和“動態”概念；
    3、正確認識對控制系統的性能要求。
了解：
    自動控制系統的廣泛應用。
    
第二章  自動控制系統的數學模型  
內容：
2.1 動態微分方程式的編寫
2.2 非線性數學模型線性化
2.3 傳遞函數
2.4 系統傳遞函數和結構圖的等效變換
2.5 信號流圖
重點掌握：
    1、熟練掌握由系統微分方程組建立動態結構圖的方法；
    2、熟練掌握結構圖與信號流圖變換的基本法則及梅遜公式應用；
    3、正確理解由傳遞函數派生出來的系統開環傳遞函數、閉環傳遞函數、對控制信號和對干擾的傳遞函數、誤差傳遞函數以及典型環節的傳遞函數等概念與表示形式。
一般掌握：
    正確理解傳遞函數的定義、性質及意義。
了解：
    動態微分方程建立的一般方法及小偏差線性化的概念與方法。
    
第三章  自動控制系統的時域分析法 
內容：
3.1 自動控制系統的時域指標
3.2 一階系統的階躍響應
3.3 二階系統的階躍響應
3.4 高階系統的暫態響應
3.5 自動控制系統的代數穩定判據
3.6 穩態誤差
重點掌握：
    1、熟悉拉氏變換的基本定理，熟記典型信號的拉氏變換式，掌握較復雜信號的分解計算，掌握用拉氏變換求解微分方程的方法；
    2、掌握一階系統的數學模型和典型響應的特點，能熟練計算性能指標和結構參數；
    3、牢固掌握二階系統的數學模型和階躍響應的特點，能熟練計算（欠阻尼時)性能指標和結構函數；
    4、正確理解典型響應的性能指標（超調量％、上升時間、峰值時間、調節時間、穩態誤差），系統的型別和動態誤差系數kp、kv、ka等概念與關系；
    5、正確理解漸進穩定性和穩定判據，能用判據判別系統的穩定性和進行參數計算分析；
    6、明確終值定理的使用條件，正確理解穩態誤差的定義和重視誤差的規律，能熟練掌握穩態誤差的計算。
一般掌握：
    1、正確理解單位階躍響應、單位斜坡響應和單位脈沖響應及其關系；
    2、典型初始狀態。
了解：
    理解系統結構不穩定的本質。
 
第四章   根軌跡法 
內容：
4.1 根軌跡法的基本概念
4.2 根軌跡的繪制法則
4.3 用根軌跡法分析系統的暫態特性
重點掌握：
    1、熟記根軌跡繪制法則，尤其是實軸上根軌跡的確定、分離點（會合點）、根軌跡與虛軸交點的確定及漸近線的計算方法；
    2、掌握簡單系統（二、三階及帶零點）根軌跡的繪制方法；
    3、會應用幅值方程求定點的K值；
4、正確理解開環零極點，閉環零極點與根軌跡分布的關系；
5、正確理解根軌跡與系統性能之間的關系；
6、掌握常規根軌跡和廣義根軌跡的含義。
一般掌握：
    1、正確理解主導極點和偶極子等重要概念，會用主導極點的概念估算系統的性能指標；
    2、明確根軌跡的起始角、終止角（分離角、會合角）等概念；
    3、明確閉環零、極點的分布和系統階躍響應的定性關系；
    4、正確理解根軌跡法校正系統的方法和作用。
了解：
    1、根軌跡方程的推導與證明；
    2、系統中其它參數變化時繪制根軌跡的基本思路和方法。
 
第五章  頻率法
內容：
5.1 頻率特性的基本概念
5.2 頻率特性的表示方法
5.3 典型環節的頻率特性
5.4 系統開環頻率特性的繪制
5.5 用頻率法分析控制系統的穩定性
5.6 系統暫態特性和開環頻率特性的關系
5.7 閉環系統頻率特性
5.8 系統暫態特性和閉環頻率特性的關系
重點掌握：
    1、正確理解頻率特性的物理意義、教學本質及定義；
    2、熟練掌握典型環節頻率特性，包括幅相頻率特性，幅頻特性、相頻特性、對數幅頻特性的解析式、曲線形狀及特征點和特征量；
    3、熟練掌握由環節及系統開環傳遞函數繪制開環對數漸近幅頻特性曲線及相頻曲線的方法；
    4、明確最小相位的概念，熟練掌握由具有最小相位性質的環節及系統的開環對數幅頻特性曲線反求傳遞函數的方法；
    5、熟練掌握運用奈氏判據和對數頻率穩定判據判別系統穩定性的方法；
    6、明確穩定裕量的概念，并能熟練的運用解析法和圖解法計算穩定裕度和臨界增益。
一般掌握：
    1、明確三頻段的概念；
    2、明確諧振峰值、截止頻率、頻帶寬、相位裕量、幅值裕量等概念及其與控制系統階躍響應的定性關系。
了解：
    穩定判據的證明。
 
第六章    用頻率法設計系統 
內容：
6.1 控制系統校正的一般概念
6.2 串聯校正
6.3 反饋校正
6.4 前饋校正
重點掌握：
    1、超前、滯后、滯后－超前等串連校正的特點及其對系統響應性能的影響；
    2、以二階參考模型設計串聯校正裝置的方法；
    3、正確理解反饋校正和前饋校正的特點及其作用；
    4、掌握利用系統開環對數漸近幅頻曲線分析校正裝置對系統性能的影響。
一般掌握：
    1、正確理解控制系統校正的概念，明確系統校正的方式和校正的本質；
    2、明確P、I、D基本控制律，正確理解他們在改善系統性能中的作用；
    3、熟悉幾種典型的無源及有源校正裝置。
了解：
    通過設計實例，了解控制系統設計的主要過程。
    
第七章   線性離散系統的理論基礎 
內容：
8.1 概述
8.2 離散時間函數的數學表達式及采樣定理
8.3 Z變換
8.4 線性常系數差分方程
8.5 脈沖傳遞函數
8.6 采樣控制系統的時域分析
重點掌握：
    1、明確采樣系統的有關概念及采樣系統與模擬系統的主要區別；
    2、明確z變換、z反變換的概念及主要性質；
    3、熟記采樣定理，明確采樣周期對采樣系統的影響；
    4、明確零階保持器的含義、作用，熟記零階保持器的傳遞函數、頻率特性及特點；
    5、明確脈沖傳遞函數的概念，掌握求取采樣系統的開環、閉環脈沖傳遞函數的方法。
一般掌握：
    1、正確理解采樣系統穩定性的含義、熟悉采樣系統穩定的充要條件，熟悉計算采樣系統穩態誤差的方法；
    2、正確理解采樣系統極點分布與瞬態響應之間的關系。
了解：
    采樣系統的根軌跡分析與頻率域分析。
   
第八章   非線性系統
內容：
7.1 非線性系統的動態過程的特點
7.2 非線性環節及其對系統結構的影響
7.3 非線性特性的描述函數法
7.4 改善非線性系統性能的措施及非線性特性的利用
重點掌握：
    正確理解描述函數的概念，明確用描述函數法分析非線性系統的前提。
一般掌握：
    1、理解非線性系統動態過程的特點；
    2、理解典型非線性特性的描述函數及用描述函數法的基本假設；
    3、理解用描述函數法計算系統自振參數及判別系統穩定性的方法。
了解：
    相平面的概念與方法。
 

昆明理工大學

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