河北工业大学 2022 年硕士研究生招生考试

自命题科目考试大纲

科目代码：980

科目名称：自动控制理论（含经典及现代控制理论）

适用专业：控制科学与工程、控制工程（专业学位）

一、考试要求

自动控制理论（含经典及现代控制理论）主要考察对于控制理论

基本概念、控制理论分析和设计控制系统的能力、运用所学知识分析

问题和解决问题的能力，课程考试内容主要包含经典控制理论和现代

控制理论两部分。

二、考试形式

试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，主要包括填空题、

简答题、计算题等。考试时间为 3 小时，总分为 150 分，经典控制理

论部分约占试卷总成绩的 65%，现代控制理论约占试卷总成绩的

35%。

三、考试内容

（一）经典控制理论

1.线性系统的数学模型

线性定常系统数学模型建立；方框图、信号流图等化简及求解系

统闭环传递函数；非线性数学模型的线性化。

2.控制系统的时域分析

典型输入信号下线性定常系统的时域响应；二阶系统时域动态性

能指标；控制系统的稳定误差分析；线性系统的代数稳定性判据。

3.根轨迹法

绘制常规根轨迹的基本条件和基本规则；绘制参数根轨迹、零度

根轨迹的基本条件和基本规则，利用根轨迹法分析系统的暂态响应及

稳态响应。

4.控制系统的频域分析

线性定常系统的频率特性及其与时域响应的关系；系统开环乃奎

斯特图绘制及系统稳定性分析；系统开环伯德图绘制及系统稳定性分

析；系统的闭环频率特性；根据闭环频率特性分析系统的时域响应。

5.自动控制系统的校正

控制系统校正概念；线性系统的串联相位超前、相位滞后校正装

置及特性；频率法在系统校正中的应用。

6.非线性系统分析

非线性系统的相平面法；非线性系统描述函数法。

7.采样控制系统

采样过程及采样定理；保持器及差分方程、Z 变换；系统脉冲传

递函数；线性采样系统的稳定性分析、稳态误差分析；采样控制系统

的校正及最少拍校正。

（二）现代控制理论

1.控制系统的状态空间表达式

状态变量及状态空间表达式定义；系统模拟结构图建立；控制系

统的串联及并联实现；状态空间表达式与传递函数之间的转换；控制

系统线性变换。

2.控制系统状态空间表达式的解

线性定常齐次状态方程的解；状态转移矩阵；线性定常非齐次方

程的解；离散时间系统状态方程的解。

3.线性控制系统的能控性和能观性分析

控制系统能控性的定义及其判别方法；控制系统能观性的定义及

其判别方法；能控性与能观性的对偶关系分析；能控标准型和能观标

准型；系统的结构分解；传递函数矩阵的实现问题。