2008年南航《自动控制原理》考试大纲

《自动控制原理》考试内容包括: 经典控制理论和现代控制理论两大部分。
参考书：自动控制原理(第四版) 胡寿松主编 科学出版社 2001年

经典控制理论
第一章 自动控制的一般概念
知识点：
控制系统的一般概念：名词术语 控制系统的分类、组成 典型外作用
对控制系统的基本要求；
基本要求：
1． 掌握反馈控制的基本原理，
2． 根据系统工作原理图绘制方块图。

第二章 控制的数学模型
知识点：
1．控制系统动态微分方程的建立；
2．拉普拉斯变换法求解线性微分方程的零初态响应与零输入响应；
3．运动模态的概念；
4．传递函数的定义和性质、典型元部件传递函数的求法；
5．系统结构图的绘制、等效变换、梅森公式在结构图和信号流图中的应用。
基本要求：
1．利用复阻抗的概念建立无源网络的结构图；
2．熟悉控制系统常用元部件的传递函数；
3．掌握控制系统结构图的绘制方法及串联、并联、反馈三种基本等效变换；
4．用等效变换方法或梅森公式求系统结构图或信号流图的各种传递函数。

第三章 线性系统的时域分析法
知识点：
1． 控制系统时域动态性能指标的定义与计算；
2． 误差的定义与稳态误差的计算；
3． 系统稳定性的定义与判断法则；
4． 系统动态性能分析。
基本要求：
1. 一阶系统阶跃响应的求法、一阶系统动态性能指标的计算公式推导；
2. 典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系；
3. 改善二阶系统动态性能指标的方法；
4. 主导极点与偶极子的概念及其应用；
5. 劳斯判据及其应用；
6. 静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算；
7. 扰动引起的误差的定义与计算方法；
8. 减小和消除稳态误差的方法。
不作要求的内容:
1．非零初始条件下二阶系统的响应过程(Pg101)；
2．高阶系统的动态性能估算(Pg106)；
3． 赫尔维茨稳定判据(Pg111)；
4．动态误差系数(Pg125)、采用串级控制抑制内回路扰动(Pg131)。

第四章 线性系统的根轨迹法
知识点：
1． 根轨迹的基本概念；
2． 根轨迹的模值条件与相角条件；
3． 根轨迹绘制的基本法则；
4． 广义根轨迹；
5． 系统性能的分析。
基本要求：
1. 由系统的特征方程求开环增益从零到无穷变化时的根轨迹方程
由系统的特征方程求开环零点从零到无穷变化时的根轨迹方程
由系统的特征方程求开环极点从零到无穷变化时的根轨迹方程；
2. 根轨迹的模值方程与相角方程的几何意义；
3. 零度根轨迹与1800根轨迹的绘制法则；
4. 由根轨迹分析系统稳定性、分析参数变化对系统运动模态的影响。
不作要求的内容:
根轨迹簇的绘制(Pg157)。

第五章 线性系统的频域分析法
知识点：
1． 频率特性的概念及其图示法；
2． 开环频率特性的绘制；
3． 奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据；
4． 稳定裕度。
基本要求：
1. 频率特性的计算方法；
（切记：稳定系统正弦响应的稳态分量，是与输入同频率的正弦信号，其幅值和相角均随输入信号的频率而改变；其稳态误差也是与输入同频率的正弦信号，其幅值和相角也随输入正弦的频率而改变）
2. 典型环节的频率特性，其中振荡环节的两组特征点要记住；
3. 开环系统幅相曲线的绘制、对数频率特性曲线的绘制，对数坐标系的应用；
4. 由最小相角系统的对数幅频渐近曲线求传递函数的方法；
5. 奈奎斯特稳定判据及对数稳定判据；
6. 稳定裕度的物理意义及计算方法。
不作要求的内容:
1．对数幅相曲线（Pg175）、例5-5(Pg185)；
2．Pg195第10行~Pg196第8行、确定性信号的频谱(Pg206)；
3．随机信号的频谱（Pg208）、确定闭环频率特性的图解方法(Pg209)。

第六章 线性系统的校正方法
知识点：
1． 系统的设计与校正问题；
2． 常用校正装置及其特性；
3． 串联校正；
4． 复合校正。
基本要求：
1．串联超前校正网络的设计方法、串联滞后校正网络的设计方法；
2．串联滞后-超前校正网络的设计、PID校正的特点；
4． 复合校正网络的设计。
不作要求的内容:
1． 串联综合法校正(Pg244)；
2． 串联工程设计方法(Pg249)；
3． 反馈校正(Pg251)。

第七章 线性离散系统的分析与校正
知识点：
1． 离散系统的基本概念；
2． 信号的采样与保持；
3． Z变换理论；
4． 离散系统的数学模型；
5． 离散系统的稳定性与稳态误差；
6． 动态性能分析；
7． 离散系统的数字校正。
基本要求：
1. 采样与保持的物理描述与数学描述、香农采样定理；
2. 零阶保持器的数学描述及其频率特性；
3. 差分方程的概念、差分方程的建立与求解；
4. 脉冲传递函数的概念、用Z变换方法求系统的输出响应；
5. Z域稳定判据、W域稳定判据、朱利稳定判据；
6. 离散系统的性能分析。

第八章 非线性控制系统分析
知识点：
1． 非线性控制系统概述；
2． 常见非线性特性及其对系统运动的影响；
3． 相平面法、描述函数法。
基本要求：
1． 线性系统的相轨迹、等倾线法、开关线、奇点及其类型，非线性系
统的相轨迹；
2． 非线性系统的等效变换；
3． 负倒描述函数曲线的绘制；
4． 非线性系统稳定性的判断；
5．自激振荡的判断及自振参数的确定。
不作要求的内容:
1． 由相轨迹绘制时间响应曲线；
2． 非线性控制的逆系统方法。

新增现代控制理论部分考试大纲如下：
一、线性系统的状态空间描述
1．状态空间的基本概念 2.状态空间表达式的建立 3.状态空间表达式求解方法、状态转移矩阵及其性质 4.传递函数阵
二、线性系统的可控性与可观性
1.线性系统可控性与可观性的基本概念 2.线性系统可控性与可观性判据
3.可控标准型与可观标准型
三、线性定常系统的线性变换
1．状态空间线性变换定义和性质 2.对偶原理和规范分解
四、线性定常系统的反馈结构及设计状态观测器
1.传递函数的实现问题 2.状态反馈与输出反馈 3.极点配置 4.状态观测器设计
五、李雅普洛夫稳定性分析
1.李雅普洛夫意义稳定性的基本概念 2.李亚普诺夫第一法和第二法
3.线性定常系统稳定性分析