2021上海理工大學(xué)867自動(dòng)控制原理綜合研究生考試大綱
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2021上海理工大學(xué)867自動(dòng)控制原理綜合研究生考試大綱 正文
上海理工大學(xué)碩士研究生入學(xué)《自動(dòng)控制原理綜合》考試大綱
參考書(shū)目:胡壽松,《自動(dòng)控制原理》(第五版),科學(xué)出版社,2007年
一、 考試大綱
1. 自動(dòng)控制的一般概念
主要內(nèi)容:自動(dòng)控制的基本原理(反饋);自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成、基本控制方式(開(kāi)環(huán)、閉環(huán));自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求:穩(wěn)、快、準(zhǔn)。
基本要求:反饋控制的概念;由給定物理系統(tǒng)原理圖建立控制系統(tǒng)方塊圖。
2. 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
主要內(nèi)容:微分方程;傳遞函數(shù);控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖。
基本要求:傳遞函數(shù)的定義;典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù);結(jié)構(gòu)圖等效變換法則;信號(hào)流圖的繪制;用梅遜公式求閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
3. 時(shí)域分析法
主要內(nèi)容:控制系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能指標(biāo);一階、二階系統(tǒng)的時(shí)域分析;線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;穩(wěn)態(tài)誤差。
基本要求:一階、二階系統(tǒng)的典型響應(yīng)(以階躍響應(yīng)為主);性能指標(biāo)的分析與計(jì)算;穩(wěn)定性的概念;線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件;應(yīng)用勞斯-赫爾維茨判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性;系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的定義、計(jì)算及一般規(guī)律。
4. 根軌跡法
主要內(nèi)容:根軌跡法的基本概念、基本任務(wù);根軌跡繪制的基本法則;廣義根軌跡;系統(tǒng)性能的分析。
基本要求:根軌跡方程;根軌跡的繪制;廣義根軌跡的繪制;主導(dǎo)極點(diǎn);利用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。
5. 線性系統(tǒng)頻域分析法
主要內(nèi)容:頻率特性;頻率域穩(wěn)定判據(jù);穩(wěn)定裕度;閉環(huán)系統(tǒng)的頻域指標(biāo)。
基本要求:頻率特性的概念;典型環(huán)節(jié)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線(Nyquist曲線和對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線)的繪制;Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用;幅值裕度和相角裕度的計(jì)算;最小相位系統(tǒng)、截止頻率、穿越頻率、帶寬等概念。
6. 線性系統(tǒng)的校正方法
主要內(nèi)容:系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正;常用校正裝置及其特性;串聯(lián)校正;反饋校正;復(fù)合校正;控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)
基本要求:系統(tǒng)帶寬的確定及基本控制規(guī)律;無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò),有源校正裝置,及PID控制器;串聯(lián)校正;反饋校正;復(fù)合校正;控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)
7. 線性離散系統(tǒng)分析法
主要內(nèi)容:Z變換理論;離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差;離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析
基本要求:Z變換及Z反變換的方法、性質(zhì);開(kāi)環(huán)、閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的定義及求法;離散系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)(w變換與勞斯穩(wěn)定判據(jù));離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算;離散系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。
8. 非線性控制系統(tǒng)分析
主要內(nèi)容:常見(jiàn)非線性特性;相平面法;描述函數(shù)法。
基本要求:相軌跡的一般特點(diǎn)及繪制方法;線性系統(tǒng)的相軌跡;非線性系統(tǒng)的相平面分析;典型非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù);用描述函數(shù)法研究系統(tǒng)穩(wěn)定性和自激振蕩,求自激振蕩的振幅和頻率。
9. 線性控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合
主要內(nèi)容:狀態(tài)空間描述;可控性與可觀測(cè)性;線性定常系統(tǒng)的反饋結(jié)構(gòu)及狀態(tài)觀測(cè)器;李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
基本要求:狀態(tài)空間表達(dá)式的建立;傳遞函數(shù)的可控標(biāo)準(zhǔn)型建立;狀態(tài)方程的解(狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣);線性定常系統(tǒng)的線性變換;傳遞函數(shù)矩陣;可控性、可觀性及其判據(jù);對(duì)偶原理;狀態(tài)反饋及極點(diǎn)配置;狀態(tài)觀測(cè)器及其設(shè)計(jì);Lyapunov漸近穩(wěn)定性判斷。
10. 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的最優(yōu)控制方法
主要內(nèi)容:最優(yōu)控制的一般概念;最優(yōu)控制中的變分法;極小值原理及其應(yīng)用;線性二次型問(wèn)題的最優(yōu)控制;動(dòng)態(tài)規(guī)劃;控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
基本要求:最優(yōu)控制問(wèn)題,最優(yōu)控制應(yīng)用類(lèi)型及最優(yōu)控制的研究方法;變分法解最優(yōu)控制問(wèn)題;連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的極小值原理;最小時(shí)間控制和最小能量控制;線性二次型問(wèn)題;有限時(shí)間與無(wú)限時(shí)間情況下的各種狀態(tài)調(diào)節(jié)器;離散動(dòng)態(tài)規(guī)劃與連續(xù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃;控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
二、 試卷組成
經(jīng)典控制部分100分,現(xiàn)代控制部分50分,總分150分。
命題著重考察考生對(duì)基本概念和基本理論的掌握情況,以及對(duì)基本方法的運(yùn)用能力。
上海理工大學(xué)
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