自动控制原理课程考试大纲

1、自动控制原理考试大纲一 基本要求1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步掌握高阶系统分析方法、主导极点的概念。4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析，初步掌握偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。5、熟练掌握频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画

2、法和奈氏判据，掌握绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频域性能指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。6、熟练掌握校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用，初步掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法，了解以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。二 考试内容第1章 自动控制的一般概念 主要内容：自动控制的任务，基本控制方式：开环、闭环（反馈）控制。自动控制的性能要求：稳、快、准及最优化。 基本要求：重点是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。第2章 数学模型 主要内容：动态方程建立及线性化，传递函数及动态结构图，

3、结构图的等效变换，梅逊公式及应用，典型环节。 基本要求：重点是传递函数和动态结构图的概念，以及增量线性化、结构图等效变换的法则。利用复阻抗直接建立电路结构图的方法。典型环节的概念。第3章 时域分析法 主要内容：典型响应及性能指标。一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算：劳斯、古尔维茨判据。稳态误差的计算及一般规律。 基本要求：重点是典型响应，性能指标诸概念及计算指标的方法，也要重视结构参数对系统响应影响的一般规律。典型响应以阶跃响应为主。劳斯、古尔维茨判据和结构稳定性的概念。终值定理的使用条件。第4章 根轨迹法 主要内容：根轨迹的概念与根轨迹方程，根轨迹的绘制法则，广义根轨迹，零、极

4、点分布与阶跃响应性能的关系，主导极点与偶极子，阶跃响应的根轨迹分析。 基本要求：重点是根轨迹法则的应用及主导极点、偶极子等的概念，利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标，法则证明只需一般了解。第5章 频率响应法 主要内容：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，Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据，稳定裕度及计算，信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽，开环频率响应与阶跃响应的关系，三频段（低频段，中频段和高频段）的分析方法。 基本要求：频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、以及系统稳定性判据（Nyquist判据和对数判据）均为重点内容。等M、等N圆图，尼柯尔

5、斯图仅作一般了解。要明确单位最小相位和非最小相位的差别。估算公式只作一般了解。第6章 线性系统的校正方法 主要内容：系统设计问题概述，串联校正特性及作用：超前、滞后及PID。校正设计的频率法。校正设计的根轨迹法。反馈校正的作用及计算要点。复合校正原理及其实现。 基本要求：校正装置的作用及频率法的应用。以串联校正为主，反馈校正为辅。以频率法为主，根轨迹法为辅。复合校正的应用。第7章 线性连续系统的状态空间分析方法 主要内容：状态的概念和状态方程的列写，状态方程的解。状态方程的线性变换，传递函数阵。系统的可控性、可观性及其判据。动态方程的标准形，可控性、可观性分解。对偶原理，传递函数的实现。状态反

6、馈及极点配置。状态观测器及其设计。稳定性理论。 基本要求：仅限于单输入单输出线性定常连续系统的一般理论。第8章 采样系统理论 主要内容：采样信号及采样系统。采样过程的数学描述。采样信号的复现：香农定理、零阶保持器。Z变换及Z反变换：定理、方法及应用。差分方程及差分方程的解。脉冲传递函数及动态结构图变换。采样系统稳定性计算：双线性变换和劳斯判据，朱利（Jury）判据。采样系统稳态误差的计算及一般规律。采样系统零、极点分布与动态性能的定性分析。离散系统的状态方程及其解。基本要求：Z变换的应用和脉冲传递函数的概念，用Z变换解差分方程。三 试卷结构 采用闭卷考试，卷面满分100分占该科目期末总成绩的70%（平时作业和考察分占该科目期末总成绩的30%）。 试题结构形式如下：1. 试题难易比例：基本题占60%，综合题占20%，灵活题占20%；2. 试题类型：计算题+填空题+简答题占60%，编程题+应用题占40%。四 教材及参考教材本课程的使用教材：程鹏. 自动控制原理M. 北京：高等教育出版社，2003.可供参考的教材：1 胡寿松. 自动控制原理M. 北京：科学出版社，2001.2 蒋大明等. 自动控制原理M. 北京：清华大学出版社/北方交通大学出版社，2003. 3 翁思义等. 自动控制原理M. 北京：中国电