華中科技大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試《控制理論基礎(chǔ)》考試大綱

(科目代碼：819)

控制理論基礎(chǔ)(共150分)

一、 基本概念

(1) 基本要求

1. 了解系統(tǒng)的基本特性、動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)模型之間關(guān)系

2. 了解系統(tǒng)反饋概念

3. 了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理

4. 能夠繪制控制系統(tǒng)框圖

5. 了解控制系統(tǒng)的要求

二、 系統(tǒng)模型

(1) 基本要求

1. 運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、電學(xué)及電機(jī)知識，寫機(jī)械系統(tǒng)、電網(wǎng)絡(luò)及 傳動(dòng)系統(tǒng)的微分方程

2. 運(yùn)用分析法求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

3. 了解典型環(huán)節(jié)的特點(diǎn)、傳遞函數(shù)形式，運(yùn)用傳遞函數(shù)方框圖化簡，求閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)

4. 運(yùn)用疊加原理求干擾作用下系統(tǒng)的輸出和傳遞函數(shù)

5. 了解相似原理

(2) 熟練運(yùn)用的定理、公式

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

三、 時(shí)間響應(yīng)

(1)基本要求

1. 了解時(shí)間響應(yīng)的組成、運(yùn)用系統(tǒng)特征根分析系統(tǒng)穩(wěn)定性

2. 了解一階系統(tǒng)對典型輸入信號的響應(yīng)特點(diǎn)

3. 掌握典型二階系統(tǒng)的特點(diǎn)，單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)曲線及意義

4. 能夠求解二階系統(tǒng)性能指標(biāo)

5. 掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念及求解方法

6. 能夠分析系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及干擾對系統(tǒng)誤差的影響

(2)熟練運(yùn)用的公式

典型一階系統(tǒng)單位脈沖及階躍響應(yīng)計(jì)算公式;典型二階欠阻尼系統(tǒng)單位脈沖及階躍響應(yīng)計(jì)算公式，性能指標(biāo)計(jì)算公式;典型輸入誤差系數(shù)計(jì)算公式、終值定理及穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算

四、 頻率特性

(1) 基本要求

1. 掌握頻率響應(yīng)、頻率特性的概念

2. 能夠求求取系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、頻率特性。

3. 掌握Nyquist圖、Bode 圖的概念及特點(diǎn)

4. 能夠繪制典型系統(tǒng)的Nyquist圖、Bode圖

5. 了解最小相位系統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的概念

6. 能夠利用Bode圖建立系統(tǒng)模型，并進(jìn)行計(jì)算分析

(2) 熟練運(yùn)用的公式

諧振頻率及峰值計(jì)算公式、系統(tǒng)截止帶寬計(jì)算公式

五、 系統(tǒng)穩(wěn)定性

(1) 基本要求

1. 掌握穩(wěn)定性概念、系統(tǒng)穩(wěn)定的條件

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

3. 運(yùn)用勞斯判據(jù)、Nyquist判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性及極點(diǎn)的 分布情況

4. 運(yùn)用Bode判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，求取系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度

(2) 熟練運(yùn)用的公式

相位裕度、幅值裕度計(jì)算公式、勞斯判據(jù)公式

六、 系統(tǒng)校正

(1) 基本要求

1. 了解系統(tǒng)性能指標(biāo)、校正的概念

2. 掌握系統(tǒng)校正的方法

3. 能夠進(jìn)行相位滯后、相位超前串聯(lián)校正分析

4. 掌握PID校正的概念、物理意義

(2) 熟練運(yùn)用的公式

相位滯后、相位超前串聯(lián)校正補(bǔ)償器、PID校正控制器

七、 線性離散系統(tǒng)

(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(zhuǎn)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(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)及響應(yīng)

3. 了解線性離散系統(tǒng)穩(wěn)定性概念和穩(wěn)定性條件

(2) 熟練運(yùn)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(shù)公式