812自動控制理論考試內容范圍

1、說明

主要內容包括經典和現(xiàn)代兩部分，試題的比例為經典部分70%和現(xiàn)代部分

30%-

主要參考書：《自動控制理論》（第二版）機械工業(yè)出版社更得鈴、翁貽

方；《現(xiàn)代控制理論》（第二版）機械工業(yè)出版社劉豹

2、考試內容

經典部分的基本內容和要求：

1、緒論

了解自動控制理論發(fā)展簡況及反饋控制理論的研究對象和主意。

控制自動控制系統(tǒng)的基本概念、術語，了解自動控制系統(tǒng)的組成和分類，及對自

動控制系統(tǒng)穩(wěn)、準、快三方面的基本要求。

2、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

普通了解數(shù)學模型的概念、表達方式，建模的主意：能夠列寫普通物理系統(tǒng)

的微分方程；認識拉氏變換的定義、性質，記住常見的容易時光函數(shù)的拉氏變換

式，能按照拉氏變換的性質求解較復雜時光函數(shù)的拉氏變換式，會求拉氏反變換;

認識傳遞函數(shù)的概念及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。重點控制控制系統(tǒng)的方框圖及方框

圖的化簡主意，能用梅遜公式求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)。

3、控制系統(tǒng)的時域分析

了解控制系統(tǒng)的典型輸入信號；了解線性定常系統(tǒng)的時域響應組成，認識控

制系統(tǒng)暫態(tài)響應性能指標的定義；認識一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應及性能指標；認識二

階系統(tǒng)的暫態(tài)響應分析及其與極點之間的關系，重點控制二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應指

標與參量（、3n間的關系及計算；普通了解高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應和閉環(huán)主導極

點的概念；了解穩(wěn)定性的概念，控制線性定常延續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件；重點控

制判斷穩(wěn)定性的Routh代數(shù)判據(jù)及應用，對Hurwitz判據(jù)有普通了解：了解穩(wěn)態(tài)

朽木易折，金石可鏤。

誤差的概念；重點控制給定穩(wěn)態(tài)誤差終值的計算及減小穩(wěn)態(tài)誤差的主意。

4、根軌跡法

了解根軌跡的概念。

重點控制繪制常規(guī)負反饋系統(tǒng)根軌跡的基本條件和基本規(guī)矩，能按照已知的

系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡，也能由已知的閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡（起

點和盡頭）寫出系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，普通了解參量根軌跡的繪制及增強開環(huán)零

極點對根軌跡的影響。

5、控制系統(tǒng)的頻率特性法

控制頻率特性的基本概念，幅相頻率特性圖與對數(shù)頻率特性圖的建立；認識

典型環(huán)節(jié)的頻率特性及其Nyquist圖與Bode圖；控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性（Nyquist

圖和Bode圖）的繪制；重點控制判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾何判據(jù)；乃奎斯特穩(wěn)

定判據(jù)（包括利用開環(huán)幅相頻率特性曲線和開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線舉行判斷）；

了解最小相位系統(tǒng)的概念；重點控制利用實測開環(huán)對數(shù)幅頻特性決定最小相位系

統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的主意；認識控制系統(tǒng)相角裕度、幅值裕度的基本定義和概念及

計算主意；了解閉環(huán)幅頻特性的概念及其頻域性能指標。普通了解頻域指標與時

域指標間的關系。

6、控制系統(tǒng)的綜合與校正

了解控制系統(tǒng)校正的概念、校正的實質、校正的主意、校正方式、校正裝置

的形式；認識串聯(lián)相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正裝置及特

性；普通了解利用根軌跡法、頻率特性法決定串聯(lián)校正裝置（主要為超前校正裝

置）參數(shù)的主意；容易了解反饋校正、前饋校正及復合控制的基本思想。

7、采樣控制系統(tǒng)

了解采樣控制系統(tǒng)的基本概念、采樣過程，認識采樣定理的內容和零階保持

器的概念及傳遞函數(shù)；認識Z變換和Z反變換的計算主意；控制求解采樣控制

系統(tǒng)數(shù)學模型：差分方程及Z脈沖傳遞函數(shù)的主意；控制采樣系統(tǒng)的穩(wěn)定性分

析（利用雙線性變換及勞斯判據(jù)）和穩(wěn)態(tài)誤差分析，容易了解其暫態(tài)性能分析;

重點控制采樣控制系統(tǒng)的最小拍設計主意。

8、非線性系統(tǒng)分析

控制非線性系統(tǒng)的基本概念：非線性的數(shù)學描述、分類、特點、研究主意。

了解描述函數(shù)的概念、幾種典型非線性特性的描述函數(shù)；控制用描述函數(shù)分析非

線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的主意，能夠判別自激振蕩存在的條件，并舉行容易計算；了解

相平面的基本概念：相平面、相軌跡，平衡點、奇點、極限環(huán)；了解相軌跡曲線

和時域響應之間的對應關系。

現(xiàn)代部分的基本內容和要求：

緒論

了解現(xiàn)代控制理論的基本內容及研究主意。

第一章狀態(tài)模型的建立

1、了解狀態(tài)變量、狀態(tài)方程、輸出方程的意義；2、控制由狀態(tài)模型求傳遞

函數(shù)矩陣的主意；3、重點控制由傳遞函數(shù)（矩陣）到狀態(tài)模型的實現(xiàn)問題。

第二章線性系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

1、了解離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的實現(xiàn)及求解主意；2、控制狀態(tài)轉移矩陣的概念、

矩陣指數(shù)的性質和求取主意；3、重點控制線性定常系統(tǒng)齊次和非齊次狀態(tài)方程

的求解；4、線性時變系統(tǒng)狀態(tài)方程的解和線性時變離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解

不作過多要求。

第三章控制系統(tǒng)的能控性與能觀性

1、深刻理解能控性、能觀性的含義；2、了解離散系統(tǒng)能控性、能觀性的判

別，認識能控性與能觀性的對偶關系；3、控制將狀態(tài)方程化為能控標準型、能

觀標準型和約當標準型的主意；4、重點控制線性延續(xù)定常系統(tǒng)各種能控性與能

觀性判別準則及能控性、能觀性與傳遞函數(shù)零極點對消的關系；5、線性定常系

統(tǒng)的結構分解不作過多要求。

第四章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

1、了解李亞普諾夫意義下穩(wěn)定性、漸近穩(wěn)定等定義。了解李亞普諾夫第一

朽木易折，金石可鏤。

主意的實質；2、控制李亞普諾夫第二主意及能量函數(shù)的基本概念；3、重點控制

李亞普諾夫第二主意在線性定常系統(tǒng)中的應用；4、非線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

不作過多要求。

第五章狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測