北京航空航天大学2024年硕士研究生入学考试控制工程综合考试大纲

　　一、考试组成

　　控制工程综合共包括三门课的内容：自动控制原理占 90 分、数字电子技术基础占 60 分、理论力学占 60 分。其中自动控制原理为必考内容，数字电子技术基础和理论力学任选其中一门课的考试内容，试卷总分 150 分。同时选作数字电子技术基础和理论力学两套试题者，将按照得分低的一套试题成绩计入总分。

　　二、自动控制原理部分的考试大纲(90 分)

　　1. 自动控制的一般概念

　　主要内容：自动控制的任务;基本控制方式：开环、闭环(反馈)控制;自动控制的性能要求：稳、快、准。

　　基本要求：反馈控制原理与动态过程的概念;由给定物理系统建原理方块图。

　　2. 数学模型

　　主要内容：传递函数及动态结构图;典型环节的传递函数;结构图的等效变换、梅森公式。

　　基本要求：典型环节的传递函数;闭环系统动态结构图的绘制;结构图的等效变换。

　　3. 时域分析法

　　主要内容：典型响应及性能指标、一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算：劳思、赫尔维茨判据。稳态误差的分析及计算。

　　基本要求：典型响应(以一、二系统的阶跃响应为主)及性能指标计算;系统参数对响应的影响;劳思、赫尔维茨判据的应用;系统稳态误差计算，掌握终值定理的使用条件。

　　4. 根轨迹法

　　主要内容：根轨迹的概念与根轨迹方程;根轨迹的绘制法则;广义根轨迹;零、极点分布与阶跃响应性能的关系;主导极点与偶极子。

　　基本要求：根轨迹法则及根轨迹的绘制;主导极点、偶极子等的概念;利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标。

　　5. 频率响应法

　　主要内容：线性系统的频率响应;典型环节的频率响应及开环频率响应;Nyquist 稳定判据和对数频率稳定判据;稳定裕度及计算;闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念;开环频率响应与阶跃响应的关系，三频段(低频段，中频段和高频段) 的分析方法。

　　基本要求：典型环节和开环系统频率响应曲线(Nyquist 曲线和对数幅频、相频曲线)的绘制;系统稳定性判据(Nyquist 判据和对数判据);相稳定裕度和模稳定裕度的计算;明确最小相位和非最小相位系统的差别，明确截止频率和带宽的概念。

　　6. 线性系统的校正方法

　　主要内容：系统设计问题概述;串联校正特性及作用：超前、滞后及 PID;校正设计的频率法及根轨迹法;反馈校正的作用及计算要点;复合校正原理及其实现。

　　基本要求：校正装置的作用及频率法的应用;以串联校正为主，反馈校正为辅; 以频率法为主，根轨迹法为辅;复合校正的应用。

　　7. 线性连续系统的状态空间分析方法

　　主要内容：状态方程的列写;状态方程的解(矩阵指数及其性质);系统等价变换

　　(可逆线性变化); 状态方程与传递函数的关系;系统的可控性、可观性及其判据;动态方程的标准形(可控标准型、可观标准型);可控性、可观性分解;对偶原理，传递函数的最小实现;状态反馈及极点配置;状态观测器及其设计;渐近稳定、有界输入有界输出稳定性。

　　基本要求：上述主要内容中各点均要求，包括定理、判据的推导，但仅限于单输入单输出线性定常连续系统。

　　8. 非线性系统理论

　　主要内容：非线性系统动态过程的一般特征;典型非线性特性及其影响;谐波线性化及描述函数;用描述函数法研究系统稳定性和自激振荡;相轨迹的一般特点及绘制方法;线性系统的相轨迹;非线性系统的相轨迹绘制及分析。

　　基本要求：明确描述函数法的使用限制条件;典型环节描述函数;用描述函数法分析非线性系统的稳定性和自激振荡;一、二阶非线性系统的相轨迹绘制及运动分析。

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　　933-控制工程综合.pdf