2024年北方工业大学非全日制研究生招生考试《自动控制原理》考试大纲

　　一、考试要求

　　《自动控制原理》考试大纲适用于北方工业大学电气与控制工程学院的(080800)电气工程(学术学位)、(081100)控制科学与工程(学术学位)、(085406)控制工程(专业学位)、(085801)电气工程(专业学位)、(085808)储能技术(专业学位)的硕士研究生招生考试。

　　该课程是控制学科重要的专业基础理论课，考试内容为经典控制理论部分，包括线性连续系统的建模，系统时域、频域的分析、计算， 根轨迹分析，基于性能改善的校正，离散系统的建模和性能分析，以及简单非线性系统的分析。要求考生深入理解和掌握经典控制理论中的主要概念和方法，并能综合使用各种分析方法和工具。

　　二、考试内容

　　1.自动控制的一般概念

　　(1) 自动控制系统的基本方式

　　(2) 负反馈(闭环)控制原理

　　(3) 控制系统的组成、分类及基本要求

　　2.控制系统的数学模型

　　(1) 控制系统微分方程数学模型的建立

　　(2) 求解系统时域响应

　　(3) 传递函数的概念及性质

　　(4) 系统的模态

　　(5) 使用方框图等效变换、梅森公式等方法求解系统的传递函数

　　(6) 控制系统的传递函数，以及系统在多输入作用下输出的表达

　　3. 线性系统的时域分析法

　　(1) 一阶系统、二阶系统的时域分析，二阶系统性能改善

　　(2) 稳定性的定义、必要条件、充要条件，判别系统稳定的方法

　　(3) 稳态误差的定义、计算

　　4. 线性系统的根轨迹法

　　(1)根轨迹的定义、根轨迹方程

　　(2)180°、0°根轨迹的绘制

　　(3) 参数根轨迹的绘制

　　(4) 根据根轨迹分析系统的性能

　　5.线性系统的频域分析法

　　(1) 频率特性的基本概念、数学表示

　　(2) 典型环节的频率特性

　　(3) 系统的Nyquist 图、Bode 图的绘制及通过图分析系统的性能

　　(4) 根据Nyquist 图、Bode 图写出系统传递函数

　　(5) Nyquist 稳定性判据

　　(6) 稳定裕度的基本概念、计算及判稳

　　6.线性系统的校正方法

　　(1) 系统设计和校正的基本概念

　　(2) PID 的调节原理和作用

　　(3) 串联校正(频率特性、Bode 图、适用场合等)，根据校正装置的特性及性能指标要求正确选择和运用校正装置，根据选定的串联校正方法计算校正环节参数，校验其合理性和一致性，对校正前后系统做出评价

　　7.线性离散系统的分析与校正

　　(1) 离散系统的基本概念(采样信号的数学描述、采样定理、保持器的数学模型等)

　　(2) 离散系统的数学模型(差分方程、脉冲传递函数)

　　(3) 运用特征方程求根、July 判据、双线性变换等方法(掌握其中一种即可)进行系统稳定性判别

　　(4) 性能分析：稳态误差的计算、动态性能分析

　　8.非线性系统

　　(1) 控制系统的非线性特性

　　(2) 相平面分析法

　　(3) 描述函数法

　　三、考试推荐参考书

　　胡寿松.自动控制原理(第七版)[M].北京：科学出版社，2019.