北京航空航天大學(xué)2024年碩士研究生入學(xué)考試控制工程綜合考試大綱

　　一、考試組成

　　控制工程綜合共包括三門(mén)課的內(nèi)容：自動(dòng)控制原理占 90 分、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)占 60 分、理論力學(xué)占 60 分。其中自動(dòng)控制原理為必考內(nèi)容，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和理論力學(xué)任選其中一門(mén)課的考試內(nèi)容，試卷總分 150 分。同時(shí)選作數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和理論力學(xué)兩套試題者，將按照得分低的一套試題成績(jī)計(jì)入總分。

　　二、自動(dòng)控制原理部分的考試大綱(90 分)

　　1. 自動(dòng)控制的一般概念

　　主要內(nèi)容：自動(dòng)控制的任務(wù);基本控制方式：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)(反饋)控制;自動(dòng)控制的性能要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)。

　　基本要求：反饋控制原理與動(dòng)態(tài)過(guò)程的概念;由給定物理系統(tǒng)建原理方塊圖。

　　2. 數(shù)學(xué)模型

　　主要內(nèi)容：傳遞函數(shù)及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖;典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù);結(jié)構(gòu)圖的等效變換、梅森公式。

　　基本要求：典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù);閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的繪制;結(jié)構(gòu)圖的等效變換。

　　3. 時(shí)域分析法

　　主要內(nèi)容：典型響應(yīng)及性能指標(biāo)、一、二階系統(tǒng)的分析與計(jì)算。系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析與計(jì)算：勞思、赫爾維茨判據(jù)。穩(wěn)態(tài)誤差的分析及計(jì)算。

　　基本要求：典型響應(yīng)(以一、二系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為主)及性能指標(biāo)計(jì)算;系統(tǒng)參數(shù)對(duì)響應(yīng)的影響;勞思、赫爾維茨判據(jù)的應(yīng)用;系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算，掌握終值定理的使用條件。

　　4. 根軌跡法

　　主要內(nèi)容：根軌跡的概念與根軌跡方程;根軌跡的繪制法則;廣義根軌跡;零、極點(diǎn)分布與階躍響應(yīng)性能的關(guān)系;主導(dǎo)極點(diǎn)與偶極子。

　　基本要求：根軌跡法則及根軌跡的繪制;主導(dǎo)極點(diǎn)、偶極子等的概念;利用根軌跡估算階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)。

　　5. 頻率響應(yīng)法

　　主要內(nèi)容：線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng);典型環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)及開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng);Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)和對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù);穩(wěn)定裕度及計(jì)算;閉環(huán)幅頻與階躍響應(yīng)的關(guān)系，峰值及頻寬的概念;開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)與階躍響應(yīng)的關(guān)系，三頻段(低頻段，中頻段和高頻段) 的分析方法。

　　基本要求：典型環(huán)節(jié)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)頻率響應(yīng)曲線(Nyquist 曲線和對(duì)數(shù)幅頻、相頻曲線)的繪制;系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)(Nyquist 判據(jù)和對(duì)數(shù)判據(jù));相穩(wěn)定裕度和模穩(wěn)定裕度的計(jì)算;明確最小相位和非最小相位系統(tǒng)的差別，明確截止頻率和帶寬的概念。

　　6. 線性系統(tǒng)的校正方法

　　主要內(nèi)容：系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題概述;串聯(lián)校正特性及作用：超前、滯后及 PID;校正設(shè)計(jì)的頻率法及根軌跡法;反饋校正的作用及計(jì)算要點(diǎn);復(fù)合校正原理及其實(shí)現(xiàn)。

　　基本要求：校正裝置的作用及頻率法的應(yīng)用;以串聯(lián)校正為主，反饋校正為輔; 以頻率法為主，根軌跡法為輔;復(fù)合校正的應(yīng)用。

　　7. 線性連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析方法

　　主要內(nèi)容：狀態(tài)方程的列寫(xiě);狀態(tài)方程的解(矩陣指數(shù)及其性質(zhì));系統(tǒng)等價(jià)變換

　　(可逆線性變化); 狀態(tài)方程與傳遞函數(shù)的關(guān)系;系統(tǒng)的可控性、可觀性及其判據(jù);動(dòng)態(tài)方程的標(biāo)準(zhǔn)形(可控標(biāo)準(zhǔn)型、可觀標(biāo)準(zhǔn)型);可控性、可觀性分解;對(duì)偶原理，傳遞函數(shù)的最小實(shí)現(xiàn);狀態(tài)反饋及極點(diǎn)配置;狀態(tài)觀測(cè)器及其設(shè)計(jì);漸近穩(wěn)定、有界輸入有界輸出穩(wěn)定性。

　　基本要求：上述主要內(nèi)容中各點(diǎn)均要求，包括定理、判據(jù)的推導(dǎo)，但僅限于單輸入單輸出線性定常連續(xù)系統(tǒng)。

　　8. 非線性系統(tǒng)理論

　　主要內(nèi)容：非線性系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的一般特征;典型非線性特性及其影響;諧波線性化及描述函數(shù);用描述函數(shù)法研究系統(tǒng)穩(wěn)定性和自激振蕩;相軌跡的一般特點(diǎn)及繪制方法;線性系統(tǒng)的相軌跡;非線性系統(tǒng)的相軌跡繪制及分析。

　　基本要求：明確描述函數(shù)法的使用限制條件;典型環(huán)節(jié)描述函數(shù);用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自激振蕩;一、二階非線性系統(tǒng)的相軌跡繪制及運(yùn)動(dòng)分析。

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