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天津职业技术师范大学自动化工程教育博士研究生入学考试大纲
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博士研究生入学考试大纲

 

线性控制理论

一、考试形式与试卷结构

1.考试形式:闭卷,笔试

2.考试时间:180分钟

3.考试内容试卷满分100分。

二、考试内容与要求

第一章自动控制的一般概念

基本要求:1. 掌握反馈控制的基本原理;2. 根据系统工作原理图绘制原理方块图。

第二章控制系统的数学模型

基本要求:1. 利用复阻抗建立电路系统的结构图;2. 熟悉控制系统常用元部件的传递函数;3. 掌握控制系统结构图的绘制方法及基本等效变换;4. 用等效变换和Mason公式求结构图的传递函数。

第三章线性系统的时域分析法

基本要求:1. 学会求解一阶系统的阶跃响应、会推导一阶系统动态性能指标的计算公式;2. 典型欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算、性能指标与特征根的关系;3. 改善二阶系统动态性能指标的方法;4. 主导极点与偶极子的概念及其应用;5. Routh稳定判据的应用;6. 静态误差系数、系统型别、稳态误差的计算;7. 扰动引起的误差的定义与计算方法;8. 减小和消除稳态误差的方法。

第四章线性系统的根轨迹法

基本要求:1. 学会由系统的特征方程求开环增益从零到无穷变化时的根轨迹方程;2. 理解根轨迹的模值方程与相角方程的几何意义;3. 掌握零度根轨迹与180度根轨迹的绘制法则;4. 学会由根轨迹分析系统稳定性、分析参数选择对系统运动模态的影响。

第五章线性系统的频域分析法

基本要求:1. 理解线性系统的频率响应的定义;2. 掌握频率特性的计算方法;3. 掌握典型环节的频率特性;4. 开环系统幅相曲线、对数曲线的绘制,对数坐标系的应用;5. 由最小相位系统的对数幅频渐近曲线求传递函数;6. Nyquist稳定判据、对数稳定判据;7. 稳定裕度的物理意义,熟练掌握稳定裕度的计算。

第六章线性系统的校正方法

基本要求:1. 串联超前校正网络的设计;2. 串联滞后校正网络的设计;3. 串联滞后超前校正网络的设计。

第七章线性离散系统的分析与校正

基本要求:1. 采样与保持的物理描述与数学描述、香农采样定理;2. 掌握零阶保持器的数学描述与频率特性;3. 差分方程的概念、差分方程的求取与求解;4. 脉冲传递函数的概念与求法、离散系统输出z变换的求法;5. z域稳定判据、w域稳定判据、Jury稳定判据;6. 离散系统的分析方法。

第八章非线性控制系统分析

基本要求:1. 线性系统的相轨迹、等倾线法、开关线、奇点及其类型;2. 非线性系统的相轨迹、等效变换、负倒描述函数曲线的绘制;3. 非线性系统稳定性的判断;4. 自激振荡的判断及其参数的确定。

第九章线性系统的状态空间分析与综合

基本要求:

1.线性系统的状态空间描述:(1)状态空间的基本概念;(2)状态空间表达式的建立;(3)状态空间表达式求解方法、状态转移矩阵及其性质;(4)传递函数矩阵。

2. 线性系统的可控性与可观性:(1)线性系统可控性与可观性的基本概念;(2)线性系统可控性与可观性判据;(3)可控标准型与可观标准型。

3. 线性定常系统的线性变换:(1)状态空间线性变换的定义和性质;(2)对偶原理和规范分解。

4. 线性定常系统的反馈结构及状态观测器:(1)传递函数的实现问题;(2)状态反馈与输出反馈;(3)极点配置;(4)状态观测器设计。

5.Lyapunov稳定性分析:(1Lyapunov意义稳定性的基本概念;(2 Lyapunov第一法和第二法;(3)线性定常系统的稳定性分析。

第十章动态系统的最优控制方法

基本要求:1. 变分法求解最优控制问题;2. 连续系统极小值原理及其应用;3. 连续系统线性二次型问题的最优控制;4. 连续动态规划。

三、参考书

胡寿松主编. 自动控制原理(第四版). 北京:科学出版社。

 

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