上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動控制原理2018考研大綱

1、上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動控制原理上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)自動控制原理2018考研大綱考研大綱科目名稱：自動控制原理適用專業(yè)：仿生裝備與控制工程仿生裝備與控制工程參考書目：《自動控制原理》丁肇紅等，西安電子科技大學(xué)出版社；《現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)》，王孝武主編，機(jī)械工業(yè)出版社《自動控制原理》胡壽松，科學(xué)出版社考試時間：3小時考試方式：筆試總分：150分考試范圍：包括經(jīng)典控制理論（不包含非線性部分）與現(xiàn)代控制理論兩部分，經(jīng)典控制理論內(nèi)容占70%，現(xiàn)代控制理論

2、內(nèi)容占30%。經(jīng)典控制理論部分第一章緒論1.掌握自動控制系統(tǒng)的工作原理、自動控制系統(tǒng)的組成與幾種不同分類。2.重點掌握反饋的概念、基本控制方式、對控制系統(tǒng)的基本要求。第二章線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型控制理論的兩大任務(wù)是系統(tǒng)分析與系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)分析和設(shè)計中首先要建立被研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。本章主要給出古典控制理論使用的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型——傳遞函數(shù)的建立。本章要求：1掌握的概念：傳遞函數(shù)；極點、零點；開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、誤差傳遞函數(shù)；典型環(huán)節(jié)的傳

3、遞函數(shù)。2重點掌握建立電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)的微分方程和傳遞函數(shù)模型的方法。3重點掌握方框圖化簡或信號流圖梅森增益公式獲得系統(tǒng)傳遞函數(shù)的建模方法。第三章控制系統(tǒng)時域分析根據(jù)研究系統(tǒng)采用的不同數(shù)學(xué)模型，分析方法是不同的，本章給出利用系統(tǒng)傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型求取時間響應(yīng)的系統(tǒng)時域分析法。主要是分析系統(tǒng)的三大基本性能，即系統(tǒng)的穩(wěn)（穩(wěn)定性）、準(zhǔn)（準(zhǔn)確性）、快（快速性）。穩(wěn)定性是系統(tǒng)工作的必要條件；快速性和相對穩(wěn)定程度（振蕩幅度）是評價系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的性能

4、指標(biāo)；準(zhǔn)確性是指系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)精度，用穩(wěn)態(tài)誤差來衡量，需注意：討論的穩(wěn)態(tài)誤差是指由輸入信號和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引起的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的誤差。本章要求：1掌握的概念：穩(wěn)定性；動態(tài)（或暫態(tài)）性能指標(biāo)（最大超調(diào)量、上升時間、峰值時間、調(diào)整時間）；穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）性能指標(biāo)（穩(wěn)態(tài)誤差）；一階、二階系統(tǒng)的主要特征參量；欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼系統(tǒng)特點；主導(dǎo)極點。2重點掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性判別（Routh判據(jù)）；穩(wěn)態(tài)誤差終值計算（包括三個穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的計算）；二階系統(tǒng)動態(tài)

5、性能指標(biāo)計算。第四章根軌跡法閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根（系統(tǒng)閉環(huán)極點）在S平面的分布完全決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、主要決定了系統(tǒng)的動態(tài)性能，因此利用根軌跡（閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根隨系統(tǒng)參數(shù)變化在S平面所形成的軌跡）可對系統(tǒng)性能進(jìn)行分析。根軌跡法是經(jīng)典控制理論系統(tǒng)分析與設(shè)計的兩大主要方法之一，是利用開環(huán)傳遞函數(shù)分析閉環(huán)系統(tǒng)性能。根軌跡繪制依據(jù)根軌跡方1掌握的概念：狀態(tài)變量、狀態(tài)方程、輸出方程；狀態(tài)變量、狀態(tài)模型的不唯一性；非奇異線性坐標(biāo)變換對系統(tǒng)基本性

6、能（特征值、傳遞函數(shù)）的影響。2掌握建立電氣系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式的方法。3重點掌握由微分方程和傳遞函數(shù)建立狀態(tài)空間表達(dá)式的方法；由狀態(tài)空間表達(dá)式求傳遞函數(shù)。第二章線性控制系統(tǒng)的運動分析本章是通過求解系統(tǒng)方程的解來研究系統(tǒng)性能的。由于系統(tǒng)的狀態(tài)方程是矩陣微分方程，而輸出方程是矩陣代數(shù)方程。因此，只要求出狀態(tài)方程的解，就很容易得到系統(tǒng)的輸出，進(jìn)而研究系統(tǒng)的性能。本章要求：1.掌握線性定常系統(tǒng)齊次狀態(tài)方程的解和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。2.重點

7、掌握線性定常系統(tǒng)非齊次狀態(tài)方程的解，傳遞函數(shù)矩陣、脈沖響應(yīng)矩陣的求取。3.掌握線性連續(xù)系統(tǒng)方程的離散化。第三章線性控制系統(tǒng)的能控性和能觀性本章屬于系統(tǒng)的性能分析，能控性和能觀性是因使用反映系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征的狀態(tài)變量來描述系統(tǒng)而產(chǎn)生的概念，系統(tǒng)能控性反映了控制輸入對所有狀態(tài)的控制能力；系統(tǒng)能觀性是指系統(tǒng)輸出對所有狀態(tài)的反映能力。系統(tǒng)能控是系統(tǒng)所有狀態(tài)能控，系統(tǒng)能觀是所有狀態(tài)能觀；一個狀態(tài)能控是指這個狀態(tài)受控制輸入支配，一個狀態(tài)能觀是指系統(tǒng)

8、輸出包含這個狀態(tài)的信息。系統(tǒng)能控是進(jìn)行最優(yōu)控制的前提，系統(tǒng)能觀是很好地實現(xiàn)狀態(tài)反饋控制的前提。因此，為了能對實際系統(tǒng)進(jìn)行很好的控制，使其達(dá)到滿意的控制性能，需要研究系統(tǒng)的能控性和能觀性，本章的中心是系統(tǒng)能控性和能觀性的判別。本章要求：1掌握的概念：系統(tǒng)能控性、能觀性；狀態(tài)能控性、能觀性；非奇異坐標(biāo)變換對系統(tǒng)能控性和能觀性的影響；傳遞函數(shù)零、極點相消與系統(tǒng)能控、能觀性的關(guān)系；單變量系統(tǒng)的最小實現(xiàn)。2重點掌握能控性和能觀性判別準(zhǔn)則；連續(xù)系統(tǒng)

9、離散化后的能控性和能觀性的分析。3重點掌握由傳遞函數(shù)建立能控標(biāo)準(zhǔn)型型、能觀標(biāo)準(zhǔn)型型、Jdan標(biāo)準(zhǔn)型的方法。4.掌握化為能控標(biāo)準(zhǔn)型和能觀標(biāo)準(zhǔn)型的方法。第四章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性李雅普諾夫穩(wěn)定性理論能同時適用于分析線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)、定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是更為一般的穩(wěn)定性分析方法。李雅普諾夫穩(wěn)定性理論主要指李雅普諾夫第二方法，又稱李雅普諾夫直接法。李雅普諾夫第二方法可用于任意階的系統(tǒng)，運用這一方法可以不必求解系統(tǒng)狀態(tài)方程而直接判定穩(wěn)定

10、性。對非線性系統(tǒng)和時變系統(tǒng)，狀態(tài)方程的求解常常是很困難的，因此李雅普諾夫第二方法就顯示出很大的優(yōu)越性。與第二方法相對應(yīng)的是李雅普諾夫第一方法，又稱李雅普諾夫間接法，它是通過研究非線性系統(tǒng)的線性化狀態(tài)方程的特征值的分布來判定系統(tǒng)穩(wěn)定性的。第一方法的影響遠(yuǎn)不及第二方法。李雅普諾夫第二方法是研究穩(wěn)定性的主要方法，既是研究控制系統(tǒng)理論問題的一種基本工具，又是分析具體控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種常用方法。李雅普諾夫第二方法的局限性，是運用時需要有相當(dāng)?shù)慕?jīng)