一、總體要求
要求學生深刻領會控制系統(tǒng)的基本原理,掌握單輸入單輸出、線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的常用分析與綜合方法。能夠建立線性定??刂葡到y(tǒng)的數(shù)學模型,對簡單的線性定常系統(tǒng)能夠分別采用時域分析法、頻率響應法和根軌跡法進行分析與綜合。能夠進行采樣控制系統(tǒng)的建模和性能分析。掌握非線性控制系統(tǒng)的基本分析方法。
二、考試范圍、要點以及所占比例
1.自動控制的基本概念
?。?)自動控制的基本概念;開環(huán)、閉環(huán)(反饋)控制系統(tǒng)的原理及特點;
?。?)自動控制系統(tǒng)的分類;自動控制系統(tǒng)的構成;對自動控制系統(tǒng)的基本要求。
(3)自動控制理論的發(fā)展歷程;
2.控制系統(tǒng)的數(shù)學描述
?。?)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型及建立方法;非線性數(shù)學模型的微偏線性化;
(2)傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、控制系統(tǒng)的動態(tài)結構圖;
(3)反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù);
?。?)控制系統(tǒng)的頻率響應特性及表示法,如頻率特性函數(shù)、伯德(Bode)圖和奈奎斯特(Nyquist)圖。
3.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
?。?)穩(wěn)定性的定義和充要條件;
?。?)勞斯穩(wěn)定(Routh)判據(jù),Nyquist穩(wěn)定判據(jù),Bode穩(wěn)定判據(jù);
(3)非最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。
4.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的運動分析
(1)時域分析法:控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,典型信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析,擾動信號作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析及抑制;控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標;一階、二階系統(tǒng)的動態(tài)響應分析;主導極點和高階系統(tǒng)的動態(tài)響應分析;閉環(huán)傳遞函數(shù)零極點分布對動態(tài)響應的影響。
?。?)根軌跡法:常規(guī)根軌跡及廣義根軌跡(零度根軌跡、參量根軌跡);基于根軌跡圖的系統(tǒng)性能分析與估算;根軌跡法校正。2
?。?)頻率響應法:穩(wěn)定裕度的計算;從開環(huán)頻率特性計算閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)性能;二階系統(tǒng)時域與頻域性能的對應關系;開環(huán)對數(shù)頻率特性低、中、高頻段特征與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關系。
5.線性定常連續(xù)控制系統(tǒng)的校正
?。?)期望開環(huán)對數(shù)頻率特性的設計(“三頻段”原則);
?。?)串聯(lián)校正(超前校正、滯后校正、滯后-超前校正、PID校正);
?。?)局部反饋校正;
?。?)復合控制與前饋校正。
6.采樣控制系統(tǒng)
?。?)采樣控制系統(tǒng)的基本概念與脈沖傳遞函數(shù);
(2)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析;
?。?)采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析;
?。?)采樣控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析。
7.非線性控制系統(tǒng)
(1)非線性系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學描述、分類、特點和常用研究方法;
?。?)非線性系統(tǒng)的描述函數(shù)法;自激(持)振蕩的概念及判別;
?。?)非線性系統(tǒng)的相平面法。
三、考試形式
1.考試時間:180分鐘。
2.試卷分值:150分。
3.考試方式:閉卷考試。
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