一、基本要求

了解自動控制系統(tǒng)的基本構成，理解自動控制的基本原理，熟悉并掌握線性定?？刂葡到y(tǒng)的數學描述，掌握分析系統(tǒng)動態(tài)性能、靜態(tài)性能和穩(wěn)定性的分析方法和工具，初步了解系統(tǒng)校正的一些常用方法，為進一步學習后續(xù)課程打下必要的控制理論基礎。

二、考試范圍

1、控制系統(tǒng)的一般概念

(1)基本要求與基本知識點：

自動控制技術的發(fā)展概況及作用;自動控制的基本方式;自動控制系統(tǒng)的分類;控制系統(tǒng)的基本要求。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

系統(tǒng)控制量，干擾量，反饋等重要概念,掌握開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結構、基本組成及特點等;掌握開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)，線性與非線性系統(tǒng)，定常與時變系統(tǒng)等多種分類方法，線性疊加原理;控制系統(tǒng)的基本要求“穩(wěn)”、“準”、“快”的含義。

(3)重點掌握：自動控制系統(tǒng)的組成，負反饋原理及控制系統(tǒng)的分類等。

2、控制系統(tǒng)數學模型

(1)基本要求與基本知識點：

控制系統(tǒng)運動方程式;非線性運動方程式的線性化;傳遞函數;控制系統(tǒng)的傳遞函數;控制系統(tǒng)方框圖及其簡化;

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

一般控制系統(tǒng)微分方程式建立的方法;小偏差線性化的方法及意義;傳遞函數的概念、性質等;對一般控制系統(tǒng)介紹控制量至輸出，干擾量至輸出等傳遞函數的求取方法;控制系統(tǒng)方框圖的繪制步驟及簡化原則;信號流圖的繪制方法及梅森增益公式。

(3)重點掌握：動態(tài)微分方程的建立方法，傳遞函數、開、閉環(huán)傳遞函數，誤差傳遞函數等概念，方框圖的繪制及簡化等。

3、線性系統(tǒng)的時域分析

(1)基本要求與基本知識點：

典型輸入信號;一階系統(tǒng)的時域分析;二階系統(tǒng)的時域分析;高階系統(tǒng)的時域分析;線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)定判據;反饋系統(tǒng)的誤差與偏差;反饋系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差及計算。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

對線性系統(tǒng)時域分析的一般方法引入典型輸入信號;一階系統(tǒng)定義，時域響應求取及實驗求取系統(tǒng)時間常數的方法;介紹二階系統(tǒng)定義，時域響應求取方法，重點掌握二階系統(tǒng)性能指標的計算;穩(wěn)定性概念，正確理解Routh判據，并應用它進行穩(wěn)定性分析和計算;反饋系統(tǒng)誤差、偏差概念及其拉氏變換之間的關系;反饋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的幾種計算方法。

(3)重點掌握：時域分析方法，穩(wěn)定性概念及判據，穩(wěn)態(tài)誤差計算及減小消除措施。

4、根軌跡法

(1)基本要求與基本知識點：

反饋系統(tǒng)的根軌跡;繪制根軌跡的基本原則;典型反饋系統(tǒng)的根軌跡分析

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

根軌跡的基本概念，根軌跡方程及幅值條件，相角條件等概念;180度根軌跡、0度根軌跡，參量根軌跡等繪制規(guī)則;典型反饋系統(tǒng)根軌跡繪制舉例，非最小相位系統(tǒng)概念、根軌跡繪制。

(3)重點掌握：常規(guī)根軌跡的繪制原則，根平面與閉環(huán)特征根分布及其系統(tǒng)響應的關系。

5、線性系統(tǒng)的頻域分析

(1)基本要求與基本知識點：

頻率響應及其描述;典型環(huán)節(jié)的頻率響應;對數頻率特性;開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的頻率響應;Nyquist穩(wěn)定判據;控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性;頻率指標和時域指標間的關系。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

頻率響應(特性)的定義，物理意義及表示方法;各種典型環(huán)節(jié)幅頻及相頻特性的計算、特點，并繪制概略Nyquist圖;典型環(huán)節(jié)的Bode圖繪制，以慣性環(huán)節(jié)、二階振蕩環(huán)節(jié)為重點。

6、線性控制系統(tǒng)的校正

(1)基本要求與基本知識點：

系統(tǒng)設計問題概述，串聯校正特性及作用：超前、滯后、滯后-超前。校正設計的頻率法。復合校正原理。

(2)要求掌握的基本概念、理論、原理

校正裝置的作用及頻率法的應用。以串聯校正為主，反饋校正為輔。復合校正的應用。

7、線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述及線性定常系統(tǒng)的線性變換

(1)基本知識點與要求：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達式;狀態(tài)空間表達式的狀態(tài)變量圖圖;狀態(tài)空間表達式的建立;狀態(tài)空間表達式的線性變換。

(2)要求掌握的基本概念、理論：狀態(tài)變量、狀態(tài)空間表達式、狀態(tài)變量圖;狀態(tài)空間表達式的建立(從系統(tǒng)結構圖、從機理、從數學方程三方面出發(fā))、線性變換。

(3)重點掌握：狀態(tài)變量及狀態(tài)空間表達式;狀態(tài)空間表達式的建立;狀態(tài)空間表達式的線性

8、控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的解

(1)基本要求與基本知識點：線性定常齊次方程的解;狀態(tài)轉移陣;線性定常非齊次方程的解。

(2)要求掌握的基本概念、理論：狀態(tài)轉移陣;狀態(tài)轉移陣的求解、線性定常非齊次方程的解。

(3)重點掌握：狀態(tài)轉移陣的求解;線性定常非齊次方程的解。

9、線性控制系統(tǒng)的可控性和可觀性

(1)基本要求與基本知識點：可控性定義;線性定常系統(tǒng)的可控性判別;線性連續(xù)定常系統(tǒng)的可觀性;對偶關系;可控標準型和可觀標準型;傳遞函數的實現;傳遞函數的零極點對消與系統(tǒng)的可控性和可觀性關系

(2)要求掌握的基本概念、理論：可控性、可觀性、可控標準型、可觀標準型;系統(tǒng)的可控性和可觀性判別、可控標準型和可觀標準型求解。

(3)重點掌握：系統(tǒng)的可控性和可觀性判別;可控標準型和可觀標準型求解。

10、線性定常系統(tǒng)的反饋結構及狀態(tài)觀測器

(1)基本要求與基本知識點：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結構和特性;極點配置;狀態(tài)觀測器;利用狀態(tài)觀測器實現狀態(tài)反饋的系統(tǒng)

(2)要求掌握的基本概念、理論：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結構和特性;極點配置。

(3)重點掌握：線性反饋控制系統(tǒng)的基本結構和特性;極點配置。

11、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析

(1)基本要求與基本知識點：穩(wěn)定性定義;李雅普諾夫第一方法;李雅普諾夫第二方法;李雅普諾夫方法在線性系統(tǒng)中應用;李雅普諾夫方法在非線性系統(tǒng)中應用。

(2)要求掌握的基本概念、理論：穩(wěn)定性;李雅普諾夫第一方法;李雅普諾夫第二方法。

(3)重點掌握：穩(wěn)定性的定義;李雅普諾夫第一方法;李雅普諾夫第二方法

三、參考書目

胡壽松編，《自動控制原理》[M].北京：科學出版社出版，2007.6

高國榮編，《自動控制原理》[M].廣州：華南理工大學出版社，2007