科目代码、名称:922自动控制理论 (II)

专业类别：□学术型 ■专业学位

适用专业:控制工程

一、基本内容

反馈控制系统，开环、闭环与复合控制系统，线性系统与非线性系统，连续系统与离散系统等基本概念。对控制系统性能的基本要求和稳定性、暂态性能、稳态性能等基本概念。系统极点分布与控制性能的关系。

控制系统数学模型的概念和建立数学模型的方法。微分方程模型，建立系统微分方程模型的步骤和方法。传递函数概念，传递函数与脉冲响应函数的定义，传递函数的表达形式，控制系统传递函数模型的建立。线性系统基本环节，控制系统的结构图，结构图的等价变换与化简。控制系统频率特性的定义、物理意义、求取，典型环节开环频率特性的伯德图(Bode)，由伯德图确定系统的频率特性和传递函数。

控制系统稳定性的定义与稳定性条件，劳思(Routh)稳定判据，朱利(Jury)稳定判据，奈奎斯特(Nyquist)稳定判据，相对稳定性分析(幅值裕度和相位裕度)。控制系统稳定判据的应用。

典型输入信号及拉氏变换、控制系统动态性能指标的定义。连续一阶控制系统、典型二阶系统的动态性能计算。

控制系统误差与稳态误差的定义，控制系统型号的定义，终值定理法、误差系数法求控制系统的稳态误差，扰动作用下的稳态误差分析，复合控制系统及误差分析。

控制系统的频域性能要求，控制系统校正的概念。超前校正(滞后校正，滞后—超前校正，PID校正)的概念，校正网络。

非线性系统描述函数的概念，描述函数法的基本思想与条件，用描述函数法分析非线性系统的自激振荡。

信号的采样与保持，差分方程的概念、微分方程描述的差分化，Z变换的定义，Z变换基本定理，Z变换的基本方法，Z反变换的部分分式法，控制系统Z传递函数，线性离散系统的稳定性分析与稳态性能计算。

状态空间模型，传递函数和状态空间模型间的转换，线性连续定常系统的运动分析、能控能观性与Lyapunov稳定性分析。

二、考试要求(包括考试时间、总分、考试方式、题型、分数比例等)

试卷总分共150分，考试时间3小时，闭卷考试。

考试题型及分数比例：

填空 30% (共45分)

简答 20% (共30分)

计算分析和证明题 50% (共75分)

三、主要参考书目

《自动控制原理》(第2版) 王万良编著，高等教育出版社 2014

《现代控制理论》 俞立编著， 清华大学出版社2007