考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱

時(shí)間：2025-12-08 18:46:00 小英研究生考試

　　研招考試主要考察考生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力,大綱所列內(nèi)容為考生需掌握的基本內(nèi)容，以下是考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱，歡迎參考！

考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱

　　考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱 1

　　一、總的要求

　　全面掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念與原理，深入理解與掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)分析與綜合設(shè)計(jì)的方法，并能用這些基本的原理與方法去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

　　二、基本要求

　�。�1）自動(dòng)控制的一般概念：自動(dòng)控制的基本原理與自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、分類，能將具體對(duì)象的控制系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖表示抽象成控制系統(tǒng)的方塊圖表示，能分析其中各種物理量、信息流之間的關(guān)系。

　�。�2）動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：能建立給定典型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括微分方程模型、傳遞函數(shù)模型、狀態(tài)空間模型等；能熟練地通過(guò)方塊圖簡(jiǎn)化方法與信號(hào)流圖等方法獲得系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)；能根據(jù)要求進(jìn)行各種數(shù)學(xué)模型之間的相互轉(zhuǎn)換。

　�。�3）線性時(shí)不變連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析：掌握系統(tǒng)微分方程模型的求解，拉普拉斯變換在時(shí)域分析中的應(yīng)用，一階、二階及高階系統(tǒng)的時(shí)域分析；狀態(tài)空間模型的求解與分析；系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)及計(jì)算；系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)與穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算等。

　　（4）根軌跡:掌握根軌跡法的`基本概念；根軌跡繪制的基本法則及推廣法則；利用根軌跡進(jìn)行系統(tǒng)性能的分析與設(shè)計(jì)。

　�。�5）頻率分析：掌握系統(tǒng)的頻率特性基本概念；開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)分解與開(kāi)環(huán)頻率特性曲線及其分析；利用伯德圖建立對(duì)象的傳遞函數(shù)模型；奈魁斯特頻率特性穩(wěn)定判據(jù)以及穩(wěn)定裕度分析。

　�。�6）線性系統(tǒng)的超前及滯后校正：一般性了解線性系統(tǒng)的超前及滯后校正方法，理解并能簡(jiǎn)單地應(yīng)用。

　　（7）線性時(shí)不變離散系統(tǒng)的分析與校正：掌握采樣與采樣過(guò)程，離散系統(tǒng)的基本概念與Z變換；離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差分析；離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析，以及與連續(xù)系統(tǒng)在概念與分析方法上的異同。了解數(shù)字調(diào)節(jié)器的分析與設(shè)計(jì)。

　�。�8）線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析與綜合：掌握線性系統(tǒng)的能控性與能觀性概念；線性定常系統(tǒng)的線性變換與標(biāo)準(zhǔn)型；線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制器與狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)。

　�。�9）非線性控制系統(tǒng)：了解非線性控制系統(tǒng)基本概念與描述函數(shù)方法，初步掌握李亞普諾夫穩(wěn)定性分析方法。

　　三、進(jìn)階要求

　　能將自動(dòng)控制原理的概念、理論與方法靈活應(yīng)用于分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

　　考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱 2

　　I.考試性質(zhì)

　　《自動(dòng)控制原理》考試是為中南大學(xué)招收控制科學(xué)與工程學(xué)科的碩士研究生而設(shè)置的專業(yè)課程考試科目，其目的是科學(xué)、公平、有效地測(cè)試學(xué)生掌握大學(xué)本科階段《自動(dòng)控制原理》課程的基本概念、基本理論、分析計(jì)算方法，以及運(yùn)用所學(xué)理論和方法綜合分析和設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力，評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)是高等學(xué)校控制類相關(guān)專業(yè)優(yōu)秀本科畢業(yè)生應(yīng)達(dá)到的水平，確保被錄取者具備扎實(shí)的自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)，以便在研究生階段能夠順利開(kāi)展控制科學(xué)與工程相關(guān)課題的研究。

　　II.考查目標(biāo)

　　《自動(dòng)控制原理》科目考試內(nèi)容涵蓋自動(dòng)控制的一般概念、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法、線性系統(tǒng)的頻域分析法、線性系統(tǒng)的校正方法、線性離散系統(tǒng)的分析與校正方法、非線性控制系統(tǒng)的分析方法等。要求考生：

　　1、熟悉自動(dòng)控制的基本方式、反饋控制原理、自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類型、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求以及自動(dòng)控制理論的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。

　　2、能夠熟練運(yùn)用微分方程和傳遞函數(shù)建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；能夠熟練繪制控制系統(tǒng)的方框圖并利用等效變換規(guī)則對(duì)方框圖進(jìn)行簡(jiǎn)化；能夠熟練繪制控制系統(tǒng)的信號(hào)流圖并利用梅森增益公式計(jì)算控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。

　　3、熟悉系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)，熟練掌握一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)和高階系統(tǒng)的時(shí)域分析方法，掌握改善二階系統(tǒng)性能的基本措施，能夠熟練運(yùn)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)、赫爾維茨定判據(jù)分析線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性；熟練掌握線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算方法以及減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的基本措施。

　　5、熟悉頻率特性的基本概念，熟練掌握開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率特性曲線的繪制方法（奈奎斯特圖，伯德圖），熟悉尼科爾斯圖的應(yīng)用方法，熟練掌握典型的最小相位環(huán)節(jié)和非最小相位環(huán)節(jié)頻率特性的基本特點(diǎn)，能夠熟練運(yùn)用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)分析線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性；掌握相角裕度和幅值裕度的概念和計(jì)算方法；熟悉閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)（特別是系統(tǒng)帶寬），能夠熟練運(yùn)用開(kāi)環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。

　　6、熟練掌握控制系統(tǒng)經(jīng)典的校正方法，包括串聯(lián)校正、反饋校正和復(fù)合校正，熟悉PID控制器設(shè)計(jì)方法，熟悉頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)之間的關(guān)系，掌握開(kāi)環(huán)系統(tǒng)期望頻率特性的設(shè)計(jì)原則，能夠熟練運(yùn)用頻率響應(yīng)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正、反饋校正和復(fù)合校正。

　　7、熟悉線性離散系統(tǒng)的基本概念；熟練掌握香農(nóng)采樣定理、Z變換理論以及基于差分方程和脈沖傳遞函數(shù)的線性離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法；熟練掌握線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法和穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算方法；掌握離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析方法，了解閉環(huán)極點(diǎn)分布與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)之間的關(guān)系。

　　8、熟悉非線性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，了解常見(jiàn)非線性特性及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響；能夠熟練運(yùn)用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自激振蕩（極限環(huán)）；能夠運(yùn)用相平面法分析非線性一階和二階系統(tǒng)的穩(wěn)定性、平衡狀態(tài)、穩(wěn)態(tài)精度以及初始條件和參數(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響。

　�、�.考試形式和試卷結(jié)構(gòu)

　　1、試卷滿分及考試時(shí)間

　　本試卷滿分為150分，考試時(shí)間為180分鐘

　　2、答題方式

　　答題方式為閉卷，筆試。

　　3、試卷內(nèi)容結(jié)構(gòu)

　　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型約10%

　　線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法約15%

　　線性系統(tǒng)的頻域分析法約20%

　　線性系統(tǒng)的校正方法約20%

　　線性離散系統(tǒng)的分析與校正方法約20%

　　非線性控制系統(tǒng)的'分析方法約15%

　�、�.試卷題型結(jié)構(gòu)

　　單項(xiàng)選擇題20分

　　簡(jiǎn)答題20分

　　綜合分析與計(jì)算題110分

　�、�.考查內(nèi)容

　　1、自動(dòng)控制的一般概念

　　1）自動(dòng)控制的基本原理與方式

　　2）自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

　　3）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求

　　2、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

　　1）控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型

　　2）控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型

　　3）控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖

　　3、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法

　　1）系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)

　　2）一階系統(tǒng)的時(shí)域分析

　　3）二階系統(tǒng)的時(shí)域分析

　　4）高階系統(tǒng)的時(shí)域分析

　　5）線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

　　6）線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算

　　4、線性系統(tǒng)的頻域分析法

　　1）頻率特性

　　2）典型環(huán)節(jié)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性

　　3）頻率域穩(wěn)定判據(jù)

　　4）穩(wěn)定裕度

　　5）閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)

　　5、線性系統(tǒng)的校正方法

　　1）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題

　　2）常用校正裝置及其特性

　　3）串聯(lián)校正

　　4）反饋校正

　　5）復(fù)合校正

　　6、線性離散系統(tǒng)的分析與校正

　　1）離散系統(tǒng)的基本概念

　　2）信號(hào)的采樣與保持

　　3）z變換理論

　　4）離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

　　5）離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差

　　6）離散系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析

　　7、非線性控制系統(tǒng)分析

　　1）非線性控制系統(tǒng)的基本特征

　　2）常見(jiàn)非線性特性及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的影響

　　3）相平面法

　　4）描述函數(shù)法

　　參考書目：《自動(dòng)控制原理》(第六版)，胡壽松主編

　　考研《自動(dòng)控制原理》考試大綱 3

　　一、考試基本要求

　　要求考生掌握自動(dòng)控制原理的基本知識(shí)、基本理論和基本分析計(jì)算方法，并且能靈活運(yùn)用。重點(diǎn)考察控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模、時(shí)域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法，及控制系統(tǒng)的校正。

　　二、試題類型及分值

　　選擇題、判斷題、分析及計(jì)算題

　　總分值：150分

　　三、考試時(shí)間：3小時(shí)

　　四、考試內(nèi)容

　　一、控制系統(tǒng)的基本概念

　　自動(dòng)控制的概念、自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方式及自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成等基本概念，自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類方法，自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求，能對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作原理的分析。

　　二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的`數(shù)學(xué)模型

　　控制系統(tǒng)微分方程的建立和求解，傳遞函數(shù)的定義、求法及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)特性，控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的化簡(jiǎn)，控制系統(tǒng)各種傳遞函數(shù)的求解。

　　三、控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法

　　一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)的時(shí)域分析與計(jì)算;控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析;控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。

　　四、控制系統(tǒng)的根軌跡分析方法

　　控制系統(tǒng)根軌跡的繪制;利用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)分析系統(tǒng)的性能。

　　五、控制系統(tǒng)的頻域分析法

　　控制系統(tǒng)頻率特性求解;典型環(huán)節(jié)的頻率特性;系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制;穩(wěn)定裕度的計(jì)算;利用開(kāi)環(huán)頻率特性判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　六、控制系統(tǒng)的校正方法

　　控制系統(tǒng)校正的基本概念及校正的基本規(guī)律;控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正和反饋校正。

　　五、參考書目

　　自動(dòng)控制原理(第二版)，王雪松主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2024-03-01 ，ISBN：9787111679929