考研专业课

一、考试要求

《自动控制理论》适用于河北工业大学人工智能与数据科学学院 控制科学与工程(081100)专业和电子信息(085400)专业(01～05 方向)研究生招生专业课考试。主要考察对于控制理论基本概念、控 制理论分析和设计控制系统的能力、运用所学知识分析问题和解决问 题的能力，课程考试内容主要包含古典控制理论和现代控制理论两部 分。

二、考试形式

试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，主要包括填空题、 简答题、计算题等。考试时间为 3 小时，总分为 150 分，经典控制理 论部分约占试卷总成绩的 65%，现代控制理论约占试卷总成绩的 35%。

三、考试内容

(一)经典控制理论 1.线性系统的数学模型。

线性定常系统数学模型建立;方框图、信号流图等化简及求解系 统闭环传递函数;非线性数学模型的线性化。

2.控制系统的时域分析 典型输入信号下线性定常系统的时域响应;二阶系统时域动态性

能指标;控制系统的稳定误差分析;线性系统的代数稳定性判据。

3.根轨迹法 绘制常规根轨迹的基本条件和基本规则;绘制参数根轨迹、零度

根轨迹的基本条件和基本规则，利用根轨迹法分析系统的暂态响应及 稳态响应。

4.控制系统的频域分析 线性定常系统的频率特性及其与时域响应的关系;系统开环乃奎

斯特图绘制及系统稳定性分析;系统开环伯德图绘制及系统稳定性分 析;系统的闭环频率特性;根据闭环频率特性分析系统的时域响应。

5.自动控制系统的校正 控制系统校正概念;线性系统的串联相位超前、相位滞后校正装

置及特性;频率法在系统校正中的应用。 6.非线性系统分析 非线性系统的相平面法;非线性系统描述函数法。 7.采样控制系统

采样过程及采样定理;保持器及差分方程、Z 变换;系统脉冲传 递函数;线性采样系统的稳定性分析、稳态误差分析;采样控制系统 的校正及最少拍校正。

(二)现代控制理论 1.控制系统的状态空间表达式状态变量及状态空间表达式定义;模拟结构图的建立;控制系统 的串联及并联实现;状态空间表达式与传递函数之间的转换;控制系 统线性变换。

2.控制系统状态空间表达式的解 线性定常齐次状态方程的解;状态转移矩阵;线性定常非齐次方程的解;离散时间系统状态方程的解。 3.线性控制系统的能控性和能观性分析 控制系统能控性的定义及其判别方法;控制系统能观性的定义及其判别方法;能控性与能观性的对偶关系分析;能控标准型和能观标 准型;系统的结构分解;传递函数矩阵的实现问题。

4.控制系统稳定性分析 Lyapunov 稳定性的定义;Lyapunov 法、Lyapunov 第二法， Lyapunov 稳定性判据在系统分析中的应用。

5.线性定常系统的综合 线性反馈控制系统的基本结构及其特性;极点配置问题;系统镇定问题;利用状态观测器实现状态反馈系统。

四、参考书目

[1]《自动控制原理》(第三版)，主编：吴怀宇，华中科技大学 出版社。

[2]《现代控制理论》(第三版)，主编：刘豹，唐万生，机械工 业出版社。

[3]《自动控制原理》，主编：胡寿松，国防工业出版社。 [4]《现代控制理论》，主编，张嗣瀛，清华大学出版社。 [5]《自动控制理论》，主编：夏德钤，瓮贻芳，机械工业出版社。

五、其他注意事项

考生需要携带无编程无存储无记忆功能的计算器和绘图工具。