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华中科技大学2020控制理论基础专业课大纲
控制理论基础(共150分)一、 基本概念
(1) 基本要求
1. 了解系统的基本特性、动态模型和静态模型之间关系
2. 了解系统反馈概念
3. 了解闭环控制系统的工作原理
4. 能够绘制控制系统框图
5. 了解控制系统的要求
二、 系统模型
(1) 基本要求
1. 运用动力学、电学及电机知识，写机械系统、电网络及 传动系统的微分方程
2. 运用分析法求解系统的传递函数
3. 了解典型环节的特点、传递函数形式，运用传递函数方框图化简，求闭环系统传递函数
4. 运用叠加原理求干扰作用下系统的输出和传递函数
5. 了解相似原理
(2) 熟练运用的定理、公式
牛顿定理(力学)、基尔霍夫电流、电压定律、直流电机方程，基本拉普拉斯变换与反变换公式(含三角函数的不要求)、传度函数求解及化简公式
三、 时间响应
(1)基本要求
1. 了解时间响应的组成、运用系统特征根分析系统稳定性
2. 了解一阶系统对典型输入信号的响应特点
3. 掌握典型二阶系统的特点，单位脉冲响应、单位阶跃响应曲线及意义
4. 能够求解二阶系统性能指标
5. 掌握系统稳态误差的概念及求解方法
6. 能够分析系统的输入、系统的结构及干扰对系统误差的影响
(2)熟练运用的公式
典型一阶系统单位脉冲及阶跃响应计算公式;典型二阶欠阻尼系统单位脉冲及阶跃响应计算公式，性能指标计算公式;典型输入误差系数计算公式、终值定理及稳态误差计算
四、 频率特性
(1) 基本要求
1. 掌握频率响应、频率特性的概念
2. 能够求求取系统的频率响应、频率特性。
3. 掌握Nyquist图、Bode 图的概念及特点
4. 能够绘制典型系统的Nyquist图、Bode
5. 了解最小相位系统与非最小相位系统的概念
(2) 熟练运用的公式
谐振频率及峰值计算公式、系统截止带宽计算公式
五、 系统稳定性
(1) 基本要求
1. 掌握稳定性概念、系统稳定的条件
2. 掌握劳斯判据、Nyquist判据、Bode判据、相位裕度及幅值裕度的概念
3. 运用劳斯判据、Nyquist判据判断系统稳定性及极点的 分布情况
4. 运用Bode判据判断系统的稳定性，求取系统的相位裕度和幅值裕度
(2) 熟练运用的公式
相位裕度、幅值裕度计算公式、劳斯判据公式
六、 系统校正
(1) 基本要求
1. 了解系统性能指标、校正的概念
2. 掌握系统校正的方法
3. 能够进行相位滞后、相位超前串联校正分析
4. 掌握PID校正的概念、物理意义
(2) 熟练运用的公式
相位滞后、相位超前串联校正补偿器、PID校正控制器
七、 线性离散系统
(1) 基本要求
1. 理解信号采样过程，掌握采样定理、D/A及A/D转换器功能及原理
2. 掌握Z变换与Z反变换的概念，能求解典型系统的脉冲传递函数
3. 了解线性离散系统稳定性概念、和稳定性条件
4. 掌握w变换，运用劳斯判据判断系统稳定性
(2) 熟练运用的公式
基本Z变换及Z反变换公式，W变换公式、脉冲传递函数公式
八、 系统辨识初步
(1) 要求
1. 系统辨识概念
2. 能够利用频率特性建立系统模型
(2) 熟练运用的公式
Bode图绘制及计算分析
参考书：机械工程控制基础，华中科技大学出版社，2005，7，第五版
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