2017年河南理工大学自动控制原理考研大纲硕士研究生入学大纲

2016 级研究生入学考试大纲
考试科目：自动控制原理
考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
试卷满分为 100 分，考试时间为 120 分钟．
二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试．
三、试卷内容结构
自动控制原理基本概念 约 15 分
控制系统的数学模型 约 15 分
控制系统的时域分析 约 20 分
控制系统的频域分析 约 20 分
控制系统的实践应用 约 30 分
四、试卷题型结构
试卷题型结构为：
概念题 约占 15%
计算题 约占 30%
分析题 约占 55%
自动控制原理
第一部分 考试说明
一、考试性质
本考试大纲是为测试计量技术及仪器学位点硕士研究生复试而
制定，该科目的指导思想是既要有利于学校对高层次、高素质人才的
选拔，又要有利于促进考生对本科目的学习掌握。
二、考试基本要求
要求考生能够较系统地理解自动控制的基本概念和基本原理，掌
握分析和设计线性控制系统的基本方法，并能够灵活所学知识解决实
际问题。基本要求如下：
1、理解和熟练掌握经典控制理论关于反馈控制的基本原理。
2、准确理解和掌握线性控制系统数学模型的建立方法。
3、能够运用控制理论的相关原理分析控制系统的稳定性、瞬态
性能和稳态性能。
4、能够选择适当的控制器及控制规律以改善控制系统的性能使
其满足控制要求。
5、能够结合本专业理论知识，分析和设计基本的工程实践问题。
第二部分 考查知识范围
一、控制系统理论的基本概念
自动控制原理的一般概念、自动控制系统的基本原理、组成和各
部分的作用、分类方法、基本要求和基本控制方式、负反馈在自动控
制系统中的作用。其中自动控制系统的基本原理、基本要求、基本控
制方式是该部分的重点。
二、动态系统的数学模型
控制系统时域数学模型及建立方法，控制系统复数域模型及建立
方法，控制系统结构图及信号流图。其中传递函数的概念和性质、零
极点分布图、求解方法是本部分的重点。
1、控制系统的时域数学模型
由系统物理机理建立微分方程的方法，线性系统的基本特性。
2、控制系统的复数域数学模型
传递函数的定义及性质，传递函数的零极点及其对系统输出的影
响。
3、控制系统的结构图和信号流图
系统结构图的组成及绘制方法，信号流图的性质及绘制方法，
Mason 公式及其求解系统传递函数的方法。
三、线性系统的时域分析方法
系统时间响应的性能指标，控制系统瞬态响应分析方法，系统稳
定性分析方法，稳态误差计算方法。其中系统稳定性判据、系统动态
性能指标和稳态误差的计算是本部分重点。
1、线性系统时间响应的性能指标
系统典型输入信号的时域及复域描述，动态过程及稳态过程，动
态性能指标，稳态性能指标。
2、线性系统稳定性分析方法
系统稳定性概念，稳定性充分必要条件，Routh-Hurwitz 稳定
性判据及运用，利用稳定性判据判断系统稳定性和确定系统各种参数
的稳定取值范围的方法。
3、二阶线性系统的时域分析
二阶系统的数学模型，二阶系统的单位阶跃响应，欠阻尼二阶系
统的动态过程分析，二阶系统的性能改进方法，高阶系统的近似分析
方法。
4、线性系统的稳态误差计算
稳态误差概念，系统类型，典型输入作用下的稳态误差与静态误
差系数，动态误差系数，利用静态误差系数法和动态误差系数法求解
稳态误差的方法，减小或消除稳态误差的措施。
5、线性系统的频域分析方法
控制系统频率特性的基本概念，典型环节、开环系统、闭环系统
的频率特性，Nyquist 稳定判据，稳定裕量及频率响应与时域响应的
关系。其中 Nyquist 图和 Bode 图的画法、利用 Nyquist 判据进行
系统稳定性判断是本部分重点。
1、线性系统频率特性
系统频率特性基本概念，频率特性的几何表示方法：幅相频率特
性曲线，对数频率特性曲线，对数幅相曲线，典型环节及其频率特性
2、开环频率特性曲线绘制
开环幅相曲线绘制方法，开环对数频率特性曲线绘制方法。
3、线性系统频率域稳定性判据
Nyquist 稳定性判据的数学基础，包括幅角原理、闭合曲线 的
绘制、闭环曲线 包围原点圈数的计算；Nyquist 稳定性判据及其应
用；对数频率稳定性判据及其应用。
4、系统的频域性能指标
相对稳定性指标：相角裕度、幅值裕度，谐振峰值、谐振频率和
频带宽度，闭环系统频域指标和时域指标的转换。
四、线性系统的校正方法
控制系统设计与校正的基本概念，常用校正装置及其特性，利用
频域法和根轨迹法设计系统的方法。其中串联校正的步骤和方法是本
部分的重点。
（一）线性系统校正的基本概念
系统校正方式，基本控制规律，常用校正装置及其特性。
（二）串联校正
串联超前校正的方法步骤及应用条件，串联滞后校正的方法步骤
及应用条件，串联滞后-超前校正的方法步骤及应用条件。
（三）反馈校正与复合校正
反馈校正的原理和特点，复合校正的概念、按扰动补偿的复合校
正原理及应用条件、按输入补偿的复合校正原理及应用条件。