2017年硕士研究生入学考试自命题科目考试大纲

科目代码：831   科目名称：自动控制原理

一. 考试要求

主要考查学生对经典控制、现代控制和计算机控制基本概念、相关理论和方法的理解与掌握；考查学生运用系统建模、分析及控制器设计相关方法和手段的能力；考查学生运用Matlab控制相关的基本命令进行系统建模、分析和仿真、控制器设计的能力。

二、考试内容

1．自动控制
控制的基本概念；简单电路、机械系统和直流电机的物理建模；物理系统的微分方程及线性化；传递函数、框图化简及Mason增益公式；系统的时间响应、主导极点及时域性能指标计算、直流增益、稳态误差和稳态误差系数计算；系统的稳定性及劳斯判据；180和0根轨迹、根轨迹的手工绘制、根轨迹关键特征点计算；系统的频率响应、Bode图的手工绘制及传递函数辨识、开环频率指标与系统动态性能计算、Nyquist图手工绘制和Nyquist稳定性判据；基于根轨迹的控制器设计（P、PD、PI、PID、PIDF、超前和滞后）和前置滤波器设计，基于Bode图的控制器设计（超前、滞后）。
2．现代控制
物理系统的状态方程描述、系统的能控性和能观性、极点配置控制器设计、状态观测器设计
3．计算机控制
采样信号描述、星号拉普拉斯变换及性质；零阶保持器及性质；Z变换；离散系统的脉冲传递函数；混合系统的离散化；离散系统稳定性、July判据、W变换和劳斯判据；离散系统直流增益及稳态误差计算；离散系统的动态性能；离散系统的根轨迹及性质、离散系统的Bode 图；控制器的离散化方法及性质(反向差分、前向差分、双线性变换、零极点匹配和预曲双线性变换); 离散状态方程、能控性和能观性、状态反馈控制器及状态观测器设计。连续离散等效设计方法、离散系统的直接分析及控制器设计：根轨迹法、Bode图法、极点配置方法。
4. Matlab控制相关的基本命令
zpk, tf, ss, frd, feedback, impulse, step, lsim, pzmap, rlocus, bode, margin，nyquist, sisotool, c2d, place(acker)

三、考试形式

考试形式为闭卷、笔试，考试时间为3小时，满分150分。

题型包括：填空题、简答题、计算题、分析设计题等。

四、参考书目

1．《现代控制系统》．Richard C. Dorf, Robert H．Bishop著，谢红卫等译，电子工业出版社，2011。第十一版
2．《现代控制工程》．Katsuhiko Ogata著，卢伯英等译，电子工业出版社，2012。第五版
3．《动态系统的数字控制》．Gene F. Frankin J. David Powell著．清华大学出版社，2001。第3版
4．《计算机控制及网络技术》．龙志强等编．中国水利水电出版社，2007。第1版
5. 《Linear System Theory and Design》,Chi-Tsong Chen著，Oxford University Press，1999，Third Edition.