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華中科技大學碩士研究生入學考試《控制理論基礎》考試大綱

(科目代碼：819)

控制理論基礎(共150分)

一、 基本概念

(1) 基本要求

1. 了解系統的基本特性、動態模型和靜態模型之間關系

2. 了解系統反饋概念

3. 了解閉環控制系統的工作原理

4. 能夠繪制控制系統框圖

5. 了解控制系統的要求

二、 系統模型

(1) 基本要求

1. 運用動力學、電學及電機知識，寫機械系統、電網絡及 傳動系統的微分方程

2. 運用分析法求解系統的傳遞函數

3. 了解典型環節的特點、傳遞函數形式，運用傳遞函數方框圖化簡，求閉環系統傳遞函數

4. 運用疊加原理求干擾作用下系統的輸出和傳遞函數

5. 了解相似原理

(2) 熟練運用的定理、公式

牛頓定理(力學)、基爾霍夫電流、電壓定律、直流電機方程，基本拉普拉斯變換與反變換公式(含三角函數的不要求)、傳度函數求解及化簡公式

三、 時間響應

(1)基本要求

1. 了解時間響應的組成、運用系統特征根分析系統穩定性

2. 了解一階系統對典型輸入信號的響應特點

3. 掌握典型二階系統的特點，單位脈沖響應、單位階躍響應曲線及意義

4. 能夠求解二階系統性能指標

5. 掌握系統穩態誤差的概念及求解方法

6. 能夠分析系統的輸入、系統的結構及干擾對系統誤差的影響

(2)熟練運用的公式

典型一階系統單位脈沖及階躍響應計算公式;典型二階欠阻尼系統單位脈沖及階躍響應計算公式，性能指標計算公式;典型輸入誤差系數計算公式、終值定理及穩態誤差計算

四、 頻率特性

(1) 基本要求

1. 掌握頻率響應、頻率特性的概念

2. 能夠求求取系統的頻率響應、頻率特性。

3. 掌握Nyquist圖、Bode 圖的概念及特點

4. 能夠繪制典型系統的Nyquist圖、Bode圖

5. 了解最小相位系統與非最小相位系統的概念

6. 能夠利用Bode圖建立系統模型，并進行計算分析

(2) 熟練運用的公式

諧振頻率及峰值計算公式、系統截止帶寬計算公式

五、 系統穩定性

(1) 基本要求

1. 掌握穩定性概念、系統穩定的條件

2. 掌握勞斯判據、Nyquist判據、Bode判據、相位裕度及幅值裕度的概念

3. 運用勞斯判據、Nyquist判據判斷系統穩定性及極點的 分布情況

4. 運用Bode判據判斷系統的穩定性，求取系統的相位裕度和幅值裕度

(2) 熟練運用的公式

相位裕度、幅值裕度計算公式、勞斯判據公式

六、 系統校正

(1) 基本要求

1. 了解系統性能指標、校正的概念

2. 掌握系統校正的方法

3. 能夠進行相位滯后、相位超前串聯校正分析

4. 掌握PID校正的概念、物理意義

(2) 熟練運用的公式

相位滯后、相位超前串聯校正補償器、PID校正控制器

七、 線性離散系統

(1) 基本要求

1. 理解信號采樣過程，掌握采樣定理、D/A及A/D轉換器功能及原理

2. 掌握Z變換與Z反變換的概念，能求解典型系統的脈沖傳遞函數及響應

3. 了解線性離散系統穩定性概念和穩定性條件

(2) 熟練運用的公式

基本Z變換及Z反變換公式，W變換公式、脈沖傳遞函數公式