大连海洋大学805自动控制原理2021年考研专业课初试大纲.pdf

### 大连海洋大学805自动控制原理2021年考研专业课初试大纲解析 #### 一、考试性质概述 大连海洋大学805自动控制原理考试大纲是针对报考该校控制科学与工程专业的硕士研究生入学考试而制定的专业基础课程考试大纲。该考试旨在科学、公平、有效地评估考生是否具备进一步攻读控制科学与工程硕士学位所需的基础知识和基本技能，确保被录取的考生拥有扎实的自动控制理论基础知识和初步的应用能力。 #### 二、考查目标详解 本考试着重考查考生对于控制系统的基本概念和控制理论方法的基础知识掌握情况，并在此基础上检验考生利用这些理论解决实际工程问题的能力。具体而言： - **基本概念**：考生需要熟悉并理解控制系统的基本组成、工作原理、分类方法等。 - **基础知识**：包括但不限于数学模型的建立（如传递函数、结构图、信号流图）、控制系统的基本性能指标（如稳定性、快速性、准确性）等。 - **应用能力**：能够运用所学知识进行系统分析和设计，比如使用时域分析法、根轨迹法、频域分析法等进行控制系统的设计与优化。 #### 三、考试形式与试卷结构分析 1. **试卷满分与考试时间**：试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 2. **答题方式**：闭卷、笔试。 3. **考试内容结构**： - 古典控制理论（120分） - 现代控制理论（30分） 4. **试卷题型**：选择题、简答题、综合题。 5. **考察内容**：详细内容如下。 #### 四、具体考察内容详述 ##### （一）古典控制理论 1. **自动控制的基本概念**： - **工作原理**：理解反馈控制系统的运作机制。 - **控制方式**：掌握不同类型的控制方式（如开环控制、闭环控制等）及其应用场景。 - **系统分类**：了解控制系统按输入信号、输出信号、系统结构等因素的不同分类方法。 - **性能要求**：掌握对控制系统的基本性能要求，包括稳定性、快速性、准确性等。 2. **控制系统数学模型的建立**： - **数学模型**：理解数学模型的重要性，学会建立系统的微分方程。 - **传递函数**：掌握传递函数的概念、性质及求解方法。 - **结构图与信号流图**：掌握结构图的绘制和等效变换方法；了解信号流图及其梅逊公式的应用。 3. **时域分析法**： - **瞬态响应**：理解瞬态响应的概念及其意义。 - **二阶系统性能指标**：掌握二阶系统性能指标的计算方法。 - **稳定性分析**：掌握劳斯判据，了解系统稳定性的判断方法。 - **稳态误差分析**：理解稳态误差的概念及分析方法。 4. **根轨迹分析法**： - **根轨迹的基本概念**：了解根轨迹的定义及其在控制系统分析中的作用。 - **绘制方法**：掌握绘制根轨迹的基本步骤。 - **广义根轨迹**：了解广义根轨迹的特点及绘制方法。 - **系统性能分析**：理解开环零极点对根轨迹的影响，掌握闭环零极点分布对系统性能指标的影响。 5. **频域分析法**： - **频率特性的基本概念**：了解频率特性的定义及其意义。 - **图示方法**：理解伯德图、奈奎斯特图等频率特性图的绘制方法。 - **频域稳定性判据**：掌握频域稳定性判据的应用。 - **稳定裕量**：理解稳定裕量的概念及其对系统稳定性的影响。 - **闭环频率特性**：理解闭环频率特性的意义及其分析方法。 6. **线性控制系统的校正**： - **校正装置及其特性**：了解不同类型的校正装置（如PID控制器）及其特性。 - **串联校正**：理解串联校正装置的设计方法及参数确定方法。 - **反馈校正**：掌握反馈校正的基本原理及其特点。 - **复合校正**：了解复合校正的基本原理及其参数确定方法。 7. **非线性系统分析**： - **非线性系统的特点**：理解非线性系统的特性和复杂性。 - **描述函数法**：掌握使用描述函数法分析非线性系统的方法。 - **相平面法**：了解相平面的概念及其在非线性系统分析中的应用。 8. **离散控制系统**： - **采样过程和采样定理**：掌握采样过程的基本原理及采样定理的应用。 - **Z变换与Z反变换**：理解Z变换的基本概念及其在离散控制系统中的应用。 - **数学描述**：理解离散控制系统的数学描述方法。 - **稳定性、瞬态响应和稳态误差分析**：了解离散控制系统的稳定性、瞬态响应和稳态误差分析方法。 - **数字控制器设计**：了解数字控制器的设计方法及其在离散控制系统中的应用。 ##### （二）现代控制理论 1. **控制系统的状态空间描述**： - **状态空间概念**：了解状态空间的基本概念及其在现代控制理论中的重要性。 - **状态空间描述**：掌握状态空间表达式的形式及求取方法。 - **状态变量图**：理解状态变量图的建立方法及其在控制系统分析中的应用。 2. **线性系统的状态空间运动分析**： - **状态转移矩阵**：理解状态转移矩阵的概念、性质及其求解方法。 - **线性定常系统的方程求解**：掌握线性定常系统的齐次方程和非齐次方程的求解方法。 3. **线性控制系统的能控性和能观测性**： - **能控性和能观测性的概念**：理解能控性和能观测性的基本概念及其重要性。 - **判据**：掌握能控性和能观测性的判别方法。 - **标准形**：理解能控标准形和能观标准形的概念及其应用。 4. **控制系统的稳定性—Lyapunov第二方法**： - **稳定性定义**：理解控制系统的稳定性定义及其重要性。 - **Lyapunov理论**：掌握Lyapunov第二方法的基本原理及应用。 5. **线性定常系统的综合**： - **状态反馈与输出反馈**：理解状态反馈与输出反馈的概念及其在控制系统设计中的应用。 - **极点配置**：掌握通过状态反馈实现极点配置的方法。 - **状态观测器的设计**：了解状态观测器的设计原理及其在控制系统中的应用。 大连海洋大学805自动控制原理考试大纲覆盖了自动控制领域的广泛知识，旨在全面考察考生在古典控制理论和现代控制理论方面的理论基础及实践应用能力。考生需要系统地学习和掌握大纲中涉及的所有知识点，并通过大量的练习来加深理解和提高解决问题的能力。