2020年南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试自动控制原理考试大纲

考试科目代码：817      

考试科目名称：自动控制原理

第一部分  大纲内容

一、课程目标

本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。

二、基本要求

考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。要求理解、掌握：控制系统传递函数和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析；根轨迹法；频域法；系统串联校正的设计方法；线性离散系统的分析；系统状态空间建模及其求解；系统可控性和可观测性；线性定常系统状态反馈及观测器设计；李雅普诺夫稳定性理论。

三、课程内容与考核目标

（1）自动控制的一般概念

1．掌握基本控制方式：开环、闭环（反馈）控制；

2．熟悉自动控制的性能要求：稳、快、准；

3．掌握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。

（2）控制系统的数学模型

1．掌握动态方程建立及线性化方法；

2．熟练掌握结构图的等效变换方法；

3．掌握梅逊公式及应用；

4．熟悉典型环节。

（3）线性系统的时域分析法

1．掌握一、二阶系统的分析与计算（不要求记公式，典型响应以阶跃响应为主）；

2．掌握系统稳定性的分析与计算：劳思、赫尔维茨判据；

3．理解结构参数对系统响应影响的一般规律；稳态误差的计算及一般规律。

（4）线性系统的根轨迹法

1．熟悉根轨迹的概念与根轨迹方程；

2．熟练掌握根轨迹的绘制法则；

3．掌握零、极点分布与阶跃响应性能的关系；

4．理解主导极点与偶极子的概念。

（5）线性系统的频域分析法

1．熟悉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；

2．熟练掌握频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据的运用以及稳定裕度的计算；

3．了解信号的频谱，闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念，开环频率响应与阶跃响应的关系；

4．了解三频段（低频段，中频段和高频段）的分析方法；

（6）线性系统的校正方法

1．掌握系统设计问题概述，串联校正特性及作用：

2．掌握超前、滞后及PID校正设计的频率法；

（7）线性离散系统的分析 

1．理解离散系统的基本概念；香农采样定理；Z变换定理；

2．掌握离散系统数学模型：差分方程和脉冲传递函数；

3．掌握离散系统稳定性分析方法及稳定性判据；

4．掌握离散系统稳态误差及动态性能分析。

（8）线性系统的状态空间分析与综合 

1．理解状态空间分析法的基本概念，掌握状态空间表达式的建立及求解；

2．掌握线性系统可控性与可观性的基本概念及判据；掌握可控标准型与可观标准型；

3．理解线性系统规范分解的作用与意义，了解规范分解的一般方法；

4．掌握线性定常系统的状态反馈极点配置及状态观测器设计；

5．熟悉李雅普洛夫意义稳定性的基本概念及系统稳定性分析。

第二部分    说明

　1．考试目标的能力层次的表述

本课程对各考点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：

较低要求——了解、明确；

一般要求——理解、熟悉；

较高要求——掌握、应用。

　2．命题考试的若干规定

（1）本课程的命题考试根据本大纲规定的考试内容来确定。试卷兼顾覆盖面、能力层次、内容、难易程度。

    （2）题型主要以计算题为主。

    （3）各章考题所占分数大致如下：

    第二章、控制系统的数学模型                约占10％  

    第三章、线性系统的时域分析法              约占20％  

    第四章、线性系统的根轨迹法                约占10％

    第五章、线性系统的频率分析法              约占15％

    第六章、线性系统的校正方法                约占20％

    第七章、线性离散系统的分析与校正          约占10％

    第八章、线性系统的状态空间分析与综合      约占15％

（4）考试方式为闭卷笔试，总分150分，考试时间为180分钟。

（5）试卷中对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“了解（明确）”占15%，“理解（熟悉）”占45%，“掌握（应用）”占40%