? 自動控制理論(二)考試大綱
一、復習要點
★ 自動控制原理部分
課程名稱(中文)：自動控制原理
課程名稱(英文)：Automatic Control Principle
相關課程：數字電路、模擬電路、復變函數、積分變換
第一章：自動控制的一般概念
主要內容：建立必要的基本概念：控制系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)的分類、反饋、開環(huán)控制、閉環(huán)控制、控制器、被控對象、對自動控制系統(tǒng)的基本要求;
要求學生能根據控制系統(tǒng)工作原理圖繪制方塊圖。
第二章：控制系統(tǒng)的數學模型
主要內容：能夠用理論推導的方法建立電路系統(tǒng)及力學系統(tǒng)的數學模型-微分方程，典型元部件的傳遞函數的求取，結構圖、信號流圖的繪制，由結構圖等效變換求傳遞函數，由梅森公式求傳遞函數。
重點：常用元部件傳遞函數的求取;系統(tǒng)結構圖、信號流圖化簡;系統(tǒng)傳遞函數的求取。
難點：結構圖等效變換;梅森公式的應用。
第三章：自動控制系統(tǒng)的時域分析法
主要內容：時域性能指標的定義，一階和二階系統(tǒng)性能指標的求取及二階系統(tǒng)性能改善的方法，系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義，勞斯穩(wěn)定判據及其應用，穩(wěn)態(tài)誤差及誤差系數的定義、分析與計算，減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法。
重點：二階系統(tǒng)動態(tài)性能計算、性能改善方法及勞斯判據應用。
難點：擾動作用下減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。
第四章：根軌跡法
主要內容：根軌跡的概念，根軌跡方程，幅值條件和相角條件，繪制根軌跡的基本法則，參量根軌跡與零度跟軌跡，用根軌跡法分析系統(tǒng);主導極點。
重點：基本根軌跡、參量根軌跡、零度根軌跡的繪制及根軌跡法分析系統(tǒng)性能。
難點：廣義根軌跡的分析與應用。
第五章：頻域分析法
主要內容：頻率特性的定義及物理意義，頻率特性的圖形表示方法，典型環(huán)節(jié)的頻率特性，系統(tǒng)的頻率特性的繪制，奈奎斯特穩(wěn)定判據，奈氏判據在極坐標頻率特性、對數頻率特性中的應用，穩(wěn)定裕度，由頻率特性建立系統(tǒng)的數學模型。
重點：幅相頻率特性、對數頻率特性的繪制，系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及穩(wěn)定裕度的計算，由頻率特性建立系統(tǒng)的數學模型。
難點：多環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)幅相曲線、對數頻率特性曲線的概略繪制及相應系統(tǒng)傳遞函數的確定。
第六章：自動控制系統(tǒng)的校正方法
主要內容：校正方式、校正裝置、串聯(lián)超前校正，串聯(lián)滯后校正，串聯(lián)滯后-超前校正，期望特性校正，反饋校正與復合校正。
重點：頻率法串聯(lián)滯后校正、串聯(lián)超前校正及期望特性校正設計方法。
難點：串聯(lián)滯后-超前校正、反饋校正方法及應用。
★ 現代控制理論基礎部分
課程名稱(中文)：現代控制理論基礎
課程名稱(英文)：Foundation of Modern Control Theory
相關課程：線性代數、自動控制原理
第一章：線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
主要內容：正確理解線性系統(tǒng)的數學描述，狀態(tài)空間的基本概念，熟練掌握狀態(tài)空間的表達式，傳遞函數矩陣，狀態(tài)空間描述的可控標準型、可觀測標準型、對角標準型、約當標準型，由物理模型建立狀態(tài)空間描述、由高階微分方程或傳遞函數建立狀態(tài)空間描述，組合系統(tǒng)狀態(tài)空間描述
重點：由微分方程和結構圖建立電路、機電系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式及傳遞函數矩陣，畫出狀態(tài)變量圖，求出可控、可觀、對角和約當標準型。
難點：狀態(tài)變量選取的非唯一性，多輸入多輸出狀態(tài)空間表達式的建立。
第二章：線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
主要內容：矩陣指數函數的概念、性質、計算方法，線性變換，狀態(tài)轉移矩陣、線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解方法，線性離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解方法，線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化。
重點：狀態(tài)轉移矩陣和狀態(tài)方程的求解，線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化。
難點：狀態(tài)轉移矩陣和狀態(tài)方程的求解，
第三章：線性系統(tǒng)的可控性與可觀性
主要內容：正確理解線性定常連續(xù)和線性定常離散系統(tǒng)可控性與可觀性的基本概念與判據，熟練掌握可控標準型與可觀標準型，對偶原理，規(guī)范分解，線性變換的不變性。
重點：定常系統(tǒng)可控、可觀的各種判據，可控與可觀規(guī)范分解。
難點：可達性和可檢測性，格蘭姆矩陣判據、PBH秩判據和約當規(guī)范型判據。
第四章：線性系統(tǒng)的設計與實現
主要內容：理解傳遞函數的實現及最小實現的定義、特點和性質，熟練掌握系統(tǒng)的實現、鎮(zhèn)定、系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與輸出反饋的基本結構、性質和有關定理，狀態(tài)反饋與輸出反饋實現極點配置，狀態(tài)觀測器設計方法以及分離原理，降維觀測器設計。
重點：可控實現、可觀測實現與最小實現，狀態(tài)反饋、輸出反饋實現單輸入輸出或多輸入輸出系統(tǒng)的極點配置，全維與降維觀測器的設計。
難點：多輸出系統(tǒng)的極點配置，最小實現求解，帶觀測器的閉環(huán)反饋系統(tǒng)設計。
二、考試方法
考試內容覆蓋的知識面：
自動控制原理：第二章到第六章主要內容，其中高階系統(tǒng)指標計算和根軌跡族不要求
試題包括基本概念，基本理論計算(一些重要的公式要背)
現代控制理論基礎：試題覆蓋教學內容，包括基本概念，基本理論，基本計算三方面
自動控制原理(占700%)和現代控制(占30%)
考試時間為3小時。
三、主要參考書目
高國燊，余文烋，自動控制原理，廣州：華南理工大學出版社，第二版
黃輝先，現代控制理論基礎，長沙：湖南大學出版社，2006
相關推薦：2014年湘潭大學考研大綱匯總
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一、復習要點
★ 自動控制原理部分
課程名稱(中文)：自動控制原理
課程名稱(英文)：Automatic Control Principle
相關課程：數字電路、模擬電路、復變函數、積分變換
第一章：自動控制的一般概念
主要內容：建立必要的基本概念：控制系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)的分類、反饋、開環(huán)控制、閉環(huán)控制、控制器、被控對象、對自動控制系統(tǒng)的基本要求;
要求學生能根據控制系統(tǒng)工作原理圖繪制方塊圖。
第二章：控制系統(tǒng)的數學模型
主要內容：能夠用理論推導的方法建立電路系統(tǒng)及力學系統(tǒng)的數學模型-微分方程，典型元部件的傳遞函數的求取，結構圖、信號流圖的繪制，由結構圖等效變換求傳遞函數，由梅森公式求傳遞函數。
重點：常用元部件傳遞函數的求取;系統(tǒng)結構圖、信號流圖化簡;系統(tǒng)傳遞函數的求取。
難點：結構圖等效變換;梅森公式的應用。
第三章：自動控制系統(tǒng)的時域分析法
主要內容：時域性能指標的定義，一階和二階系統(tǒng)性能指標的求取及二階系統(tǒng)性能改善的方法，系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義，勞斯穩(wěn)定判據及其應用，穩(wěn)態(tài)誤差及誤差系數的定義、分析與計算，減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法。
重點：二階系統(tǒng)動態(tài)性能計算、性能改善方法及勞斯判據應用。
難點：擾動作用下減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。
第四章：根軌跡法
主要內容：根軌跡的概念，根軌跡方程，幅值條件和相角條件，繪制根軌跡的基本法則，參量根軌跡與零度跟軌跡，用根軌跡法分析系統(tǒng);主導極點。
重點：基本根軌跡、參量根軌跡、零度根軌跡的繪制及根軌跡法分析系統(tǒng)性能。
難點：廣義根軌跡的分析與應用。
第五章：頻域分析法
主要內容：頻率特性的定義及物理意義，頻率特性的圖形表示方法，典型環(huán)節(jié)的頻率特性，系統(tǒng)的頻率特性的繪制，奈奎斯特穩(wěn)定判據，奈氏判據在極坐標頻率特性、對數頻率特性中的應用，穩(wěn)定裕度，由頻率特性建立系統(tǒng)的數學模型。
重點：幅相頻率特性、對數頻率特性的繪制，系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及穩(wěn)定裕度的計算，由頻率特性建立系統(tǒng)的數學模型。
難點：多環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)幅相曲線、對數頻率特性曲線的概略繪制及相應系統(tǒng)傳遞函數的確定。
第六章：自動控制系統(tǒng)的校正方法
主要內容：校正方式、校正裝置、串聯(lián)超前校正，串聯(lián)滯后校正，串聯(lián)滯后-超前校正，期望特性校正，反饋校正與復合校正。
重點：頻率法串聯(lián)滯后校正、串聯(lián)超前校正及期望特性校正設計方法。
難點：串聯(lián)滯后-超前校正、反饋校正方法及應用。
★ 現代控制理論基礎部分
課程名稱(中文)：現代控制理論基礎
課程名稱(英文)：Foundation of Modern Control Theory
相關課程：線性代數、自動控制原理
第一章：線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
主要內容：正確理解線性系統(tǒng)的數學描述，狀態(tài)空間的基本概念，熟練掌握狀態(tài)空間的表達式，傳遞函數矩陣，狀態(tài)空間描述的可控標準型、可觀測標準型、對角標準型、約當標準型，由物理模型建立狀態(tài)空間描述、由高階微分方程或傳遞函數建立狀態(tài)空間描述，組合系統(tǒng)狀態(tài)空間描述
重點：由微分方程和結構圖建立電路、機電系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式及傳遞函數矩陣，畫出狀態(tài)變量圖，求出可控、可觀、對角和約當標準型。
難點：狀態(tài)變量選取的非唯一性，多輸入多輸出狀態(tài)空間表達式的建立。
第二章：線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
主要內容：矩陣指數函數的概念、性質、計算方法，線性變換，狀態(tài)轉移矩陣、線性定常系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解方法，線性離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解方法，線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化。
重點：狀態(tài)轉移矩陣和狀態(tài)方程的求解，線性連續(xù)系統(tǒng)的離散化。
難點：狀態(tài)轉移矩陣和狀態(tài)方程的求解，
第三章：線性系統(tǒng)的可控性與可觀性
主要內容：正確理解線性定常連續(xù)和線性定常離散系統(tǒng)可控性與可觀性的基本概念與判據，熟練掌握可控標準型與可觀標準型，對偶原理，規(guī)范分解，線性變換的不變性。
重點：定常系統(tǒng)可控、可觀的各種判據，可控與可觀規(guī)范分解。
難點：可達性和可檢測性，格蘭姆矩陣判據、PBH秩判據和約當規(guī)范型判據。
第四章：線性系統(tǒng)的設計與實現
主要內容：理解傳遞函數的實現及最小實現的定義、特點和性質，熟練掌握系統(tǒng)的實現、鎮(zhèn)定、系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與輸出反饋的基本結構、性質和有關定理，狀態(tài)反饋與輸出反饋實現極點配置，狀態(tài)觀測器設計方法以及分離原理，降維觀測器設計。
重點：可控實現、可觀測實現與最小實現，狀態(tài)反饋、輸出反饋實現單輸入輸出或多輸入輸出系統(tǒng)的極點配置，全維與降維觀測器的設計。
難點：多輸出系統(tǒng)的極點配置，最小實現求解，帶觀測器的閉環(huán)反饋系統(tǒng)設計。
二、考試方法
考試內容覆蓋的知識面：
自動控制原理：第二章到第六章主要內容，其中高階系統(tǒng)指標計算和根軌跡族不要求
試題包括基本概念，基本理論計算(一些重要的公式要背)
現代控制理論基礎：試題覆蓋教學內容，包括基本概念，基本理論，基本計算三方面
自動控制原理(占700%)和現代控制(占30%)
考試時間為3小時。
三、主要參考書目
高國燊，余文烋，自動控制原理，廣州：華南理工大學出版社，第二版
黃輝先，現代控制理論基礎，長沙：湖南大學出版社，2006
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