最新!2020年深圳大学控制科学与工程905自动控制原理一考试大纲、考试题型及复试参考书目

《自动控制原理》复习与考试方法考试题型一、填空题，10题，20分；二、简答与读图分析题，3题，约30分；三、计算与作图，2题，约30分；四、综合分析题，1题，20分。

考试范围第1章，第2章1-4节，第3章（重点），第5章（重点），第7章(重点)，第8章考试内容1、系统概念（定义、分类、优缺点、特点）；2、性能指标定义与计算；3、定性分析系统的工作原理与调节方法；4、数学模型的的类型与建立方法，传递函数，系统框图，伯德图的绘制；5、稳态误差分析与计算；6、系统校正，校正装置与方法，校正前后系统传递函数，相位裕量计算7、离散系统的基本概念。

分章知识要点第1章1、自动控制的概念？2、自动控制系统各信号的名称与定义？3、自动控制系统的组成？各元件的名称与作用？4、自动控制系统的基本形式？5、开环控制系统与闭环控制系统各有什么优点与缺点？6、自动控制系统的分类？各自特点？7、自动控制系统的基本要求？8、定性分析系统的工作原理与调节方法。

第2章1、数学模型的类型？2、建立数学模型的方法有哪些？3、微分方程的建立？4、传递函数的定义与性质？5、比例、积分、惯性、比例积分、比例微分环节的传递函数与有源电路形式？6、方块图的组成？7、闭环传递函数求取？第3章1、典型信号有哪些？各自图像特征？2、瞬态性能指标有哪些？各自定义域计算方法？3、二阶系统的数学模型与参数？瞬态响应分类与特点？二阶工程最佳的参数特点？4、系统稳定性的定义域必要条件？5、劳斯稳定判据方法？6、稳态误差的定义？与哪些参数有关？7、三种典型信号对三种典型系统的误差计算方法？第5章1、频率特性的定义？幅频特性、相频特性、实频特性、虚频特性的定义与相互关系2、频率特性的表示方法？3、对数频率特性的定义？伯德图的坐标定义与作图方法？4、典型环节的伯德图？5、已知系统传递函数绘制系统的伯德图？由已知最小相位系统开环对数频率特性图解析系统传递函数？6、奈奎斯特判据在伯德图中的应用？7、相位稳定裕度的定义与计算方法？第7章1、校正装置的类型与特点？2、校正方法的分类？3、校正的计算？4、校正前后的性能比较？5、PID控制器各种形态的特点？第8章1、信号的采样方法？采样定理？2、信号的保持方法？3、Z变换的概念与方法？4、脉冲传递函数的定义？5、离散系统稳定的条件？。

《自动控制原理》考试大纲一、考试对象电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科插班生二、考试目的《自动控制原理》课程考试旨在考察学生对自动控制系统的基本概念、基本原理及基本分析方法的掌握和运用,着重考察学生应用适当数学工具和基本原理，用不同方法对系统进行分析的能力.本门课程考核要求由低到高共分为“了解"、“掌握"、“熟练掌握”三个层次。

其含义：了解，指学生能懂得所学知识，能在有关问题中认识或再现它们;掌握,指学生清楚地理解所学知识(例如定理的条件与结论，公式的表述与使用范围等），并且能在基本分析和简单应用中正确地使用它们;熟练掌握，指学生能较为深刻理解所学知识，在此基础上能够准确、熟练地使用它们分析解决较为简单的实际问题。

三、考试方法和考试时间1、考试方法：(闭卷笔试）2、记分方式:百分制，满分为100分3、考试时间：120分钟4、试题总数:五大题（部分大题中含有若干个小题）5、命题的指导思想和原则命题的总的指导思想是:全面考查学生对本课程的基本原理、基本概念和主要知识点学习、理解和掌握的情况。

命题的原则是：最基本的知识一般要占60％左右，稍微灵活一点的题目要占20％左右，较难的题目要占20%左右，其中大多数是大题目。

客观性的题目占的分量较少。

6、题目类型（1）填空题(每题3分，约15分)（2)选择题（每题3分，约15分）（3）简答题(每题10分，约10分）(4)分析计算题（约40分）(5）作图题（每题10分，约20分）7、答题要求（1）简答题：只要求答出要点，如果本身所表示的意思不明确,则需要对要点稍作说明.若要点本身所表示的意思已经很明确，就无需再作说明。

（2)分析计算题：分析思路清晰,公式表述清楚；解题时思路清楚，步骤完整，格式规范化。

这类题一般按演算步骤记分,如果计算结果不对，但演算步骤对了，仍可得一定分数。

（3）作图题：要求作图步骤清楚，若图未做完，可按作图步骤得一定分数。

《自动控制原理》考试大纲一、考试要求要求考生较全面地掌握、理解经典控制理论的基本概念，能熟练掌握线性控制系统的基本结构和分析方法，具有一定的系统分析和设计能力，对大纲涉及的重点内容能灵活应用。

二、考试形式和试卷结构1．试卷满分：150分2．考试时间：180分钟3．答题方式：闭卷、笔试4．试卷题型结构：（1）解答应用题：6小题，共125分（2）论述题：1小题，共25分三、考试内容第一章：控制系统导论1自动控制系统的基本概念、分类2自动控制系统的工作原理3反馈控制系统的原理及组成、控制系统的基本要求、典型外作用重点：反馈控制系统原理第二章：控制系统的数学模型1控制系统数学模型的种类2控制系统时域数学模型的建立方法3 控制系统复数域数学模型的建立方法4典型环节的复数域数学模型、系统结构图的等效变换法则重点：系统结构图的等效变换第三章：线性系统的时域分析法1系统性能指标2一阶系统、二阶系统的时域分析3系统稳定的充要条件及稳定性判据的应用4系统稳态误差的计算重点：二阶系统时域指标计算、系统稳定性分析、稳态误差的计算第四章：线性系统的根轨迹法1根轨迹的基本概念2根轨迹对系统性能的影响、应用根轨迹解决工程问题3根轨迹方程、常规根轨迹的绘制方法4参数根轨迹的绘制方法重点：常规根轨迹的绘制第五章：线性系统的频域分析法1 频域分析法的基本概念、系统频特性的几何表示2典型环节的频特性、开环幅相特性曲线的绘制、对数频特性曲线的绘制、传递函数的实验确定3奈奎斯特稳定性判据、对数频率稳定性判据的应用4频域性能指标的概念重点：对数频特性曲线的绘制、实验确定传递函数、频域稳定性判据、性能指标第六章：线性系统的校正方法1常用的校正方式2 常用无源校正装置及校正特点、常用有源校正装置的原理3串联超前、滞后校正装置的设计方法重点：系统常用校正方式、装置及校正特点第七章：线性离散系统的分析1离散系统的基本概念、信号的采样与保持原理2离散系统脉冲传递函数的建立、稳定性判定与稳态误差计算方法3离散系统动态性能分析重点：离散系统脉冲传递函数、稳定性判定与稳态误差计算四、参考书目《自动控制原理》，胡寿松主编，科学出版社，2004,2.。

《自动控制原理》考研大纲科目名称：控制理论适用专业：仿生装备与控制工程参考书目：《自动控制原理》第六版，胡寿松编，科学出版社；《自动控制理论》第二版，邹伯敏编，机械工业出版社；《现代控制理论基础》第二版，王孝武主编，机械工业出版社考试时间：3小时考试方式：笔试总分：150分考试范围：包括经典控制理论（不包含非线性部分）与现代控制理论两部分，经典控制理论内容占70%，现代控制理论内容占30%。

经典控制理论部分第一章绪论1. 掌握自动控制系统的工作原理、自动控制系统的组成与几种不同分类。

2. 重点掌握反馈的概念、基本控制方式、对控制系统的基本要求。

第二章线性系统的数学模型控制理论的两大任务是系统分析与系统设计，系统分析和设计中首先要建立被研究系统的数学模型。

本章主要给出古典控制理论使用的系统数学模型——传递函数的建立。

本章要求：1．掌握的概念：传递函数；极点、零点；开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数；典型环节的传递函数。

2．重点掌握建立电气系统、机械系统的微分方程和传递函数模型的方法。

3．重点掌握方框图化简或信号流图梅森增益公式获得系统传递函数的建模方法。

第三章控制系统时域分析根据研究系统采用的不同数学模型，分析方法是不同的，本章给出利用系统传递函数数学模型求取时间响应的系统时域分析法。

主要是分析系统的三大基本性能，即系统的稳（稳定性）、准（准确性）、快（快速性）。

稳定性是系统工作的必要条件；快速性和相对稳定程度（振荡幅度）是评价系统动态响应的性能指标；准确性是指系统稳态响应的稳态精度，用稳态误差来衡量，需注意：讨论的稳态误差是指由输入信号和系统结构引起的系统稳态时的误差。

本章要求：1．掌握的概念：稳定性；动态（或暂态）性能指标（最大超调量、上升时间、峰值时间、调整时间）；稳态（静态）性能指标（稳态误差）；一阶、二阶系统的主要特征参量；欠阻尼、临界阻尼、过阻尼系统特点；主导极点。

2．重点掌握系统稳定性判别（Routh判据）；稳态误差终值计算（包括三个稳态误差系数的计算）；二阶系统动态性能指标计算。

《自动控制原理》考研大纲科目名称：控制理论适用专业：仿生装备与控制工程参考书目：《自动控制原理》第六版，胡寿松编，科学出版社；《自动控制理论》第二版，邹伯敏编，机械工业出版社；《现代控制理论基础》第二版，王孝武主编，机械工业出版社考试时间：3小时考试方式：笔试总分：150分考试范围：包括经典控制理论（不包含非线性部分）与现代控制理论两部分，经典控制理论内容占70%，现代控制理论内容占30%。

经典控制理论部分第一章绪论1. 掌握自动控制系统的工作原理、自动控制系统的组成与几种不同分类。

2. 重点掌握反馈的概念、基本控制方式、对控制系统的基本要求。

第二章线性系统的数学模型控制理论的两大任务是系统分析与系统设计，系统分析和设计中首先要建立被研究系统的数学模型。

本章主要给出古典控制理论使用的系统数学模型——传递函数的建立。

本章要求：1．掌握的概念：传递函数；极点、零点；开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数；典型环节的传递函数。

2．重点掌握建立电气系统、机械系统的微分方程和传递函数模型的方法。

3．重点掌握方框图化简或信号流图梅森增益公式获得系统传递函数的建模方法。

第三章控制系统时域分析根据研究系统采用的不同数学模型，分析方法是不同的，本章给出利用系统传递函数数学模型求取时间响应的系统时域分析法。

主要是分析系统的三大基本性能，即系统的稳（稳定性）、准（准确性）、快（快速性）。

稳定性是系统工作的必要条件；快速性和相对稳定程度（振荡幅度）是评价系统动态响应的性能指标；准确性是指系统稳态响应的稳态精度，用稳态误差来衡量，需注意：讨论的稳态误差是指由输入信号和系统结构引起的系统稳态时的误差。

本章要求：1．掌握的概念：稳定性；动态（或暂态）性能指标（最大超调量、上升时间、峰值时间、调整时间）；稳态（静态）性能指标（稳态误差）；一阶、二阶系统的主要特征参量；欠阻尼、临界阻尼、过阻尼系统特点；主导极点。

2．重点掌握系统稳定性判别（Routh判据）；稳态误差终值计算（包括三个稳态误差系数的计算）；二阶系统动态性能指标计算。

《自动控制原理》考试大纲第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点课程以经典控制理论为主，重点论述了用时域法、根轨迹法和频域法分析线性系统的性能，介绍了系统的初步设计及校正的一般性原则。

通过课程的学习，学生应对自控理论有较系统的认识，达到理解并熟练掌握自控的基本理论和基本方法，具有初步解决工程相关问题的能力。

二、课程目标与基本要求通过课程的学习，学生应正确理解反馈控制系统的基本概念，掌握控制系统数学模型建立的一般方法，掌握线性系统的分析方法（时域法、根轨迹法和频域法）。

基本要求如下：1、正确理解反馈控制系统的基本概念。

2、掌握控制系统的数学模型建立的方法。

3、掌握线性系统的时域法、根轨迹法和频域分析法。

4、理解自控系统校正的一般概念。

第二部分考核内容与考核目标第1章反馈控制原理一、学习目的与要求了解自动控制的发展、自动控制系统的分类，理解自动控制系统的组成、基本控制方式（开环控制和闭环控制）和评价自动控制系统的性能指标。

通过闭环控制系统的举例，理解反馈控制的原理。

二、考核知识点与考核目标（一）反馈控制原理（一般）识记：自控控制的两种基本方式（开环控制和闭环控制）。

理解：闭环控制的特点（二）自动控制系统的组成及常用术语（一般）识记：自动控制系统的组成及常用术语。

（三）自动控制系统的分类及性能指标（一般）识记：自动控制系统的分类，评价自动控制系统的性能指标。

第2章控制系统的数学模型一、学习目的与要求掌握自动控制系统的三种数学模型（微分方程、传递函数、结构图）的建立方法。

熟练掌握自动控制系统传递函数的求取方法。

二、考核知识点与考核目标（一）自控元件运动方程的建立（次重点）理解：RL，RC或RLC网络及简单电机拖动系统、机械系统的微分方程列写方法。

（二）小偏差线性化（一般）识记：线性化条件及方法。

（三）拉氏变换及线性常微分方程的求解（重点）识记：典型输入信号的拉氏变换，理解：拉氏变换及反变换的定义、性质，应用：会用拉氏变换及反变换法求解微分方程。

（一）试卷满分为150分。

（二）内容比例控制系统的数学模型约30分反馈控制系统的性能指标约30分反馈控制系统的稳定性约25分根轨迹分析和设计系统的方法约20分频率响应约30分校正网络的设计约15分（三）题型比例计算题约占40％分析题约占60％第二部分考查的知识范围一、控制系统理论的基本概念控制系统是由各部件互联而形成的一个系统结构，并能够提供所期望的响应。

开环控制系统是利用调节装置直接控制过程；闭环控制系统是将系统的输出测量反馈并将该反馈信号与期望的输出进行比较的系统。

二、动态系统的数学模型（一）物理系统的数学模型、线性化、Laplace变换数学模型是分析和设计控制系统的基础。

由于所考察的系统在性质上是动态的，所以描述方程通常是微分方程。

如果能够线性化这些方程，那么就可以使用Laplace变换简化求解方法。

（二）线性系统的传递函数线性系统的传递函数定义为所有初始条件假定为零时的输出变量Laplace 变换与输入变量Laplace变换之比。

系统(或元件)的传递函数描述了所考虑系统的动态关系。

（三）方块图模型和信号流图模型方框图描述了系统变量之间的关系。

方框图由单向功能块组成，它表示变量间的传递函数。

信号流图是由节点和连接它们的若干有向支路组成的，它是一组线性关系的图解表示法。

可以采用MASON增益公式对获得系统的传递函数。

（四）状态变量、状态微分方程和状态流图模型系统状态是指表示系统的一组变量，若已知这组变量、输入信号和描述系统动态特性的方程，就可以完全确定系统未来的状态和输出响应。

状态微分方程将系统状态的变化率与系统状态和输入信号联系起来，线性系统的输出则通过输出方程把状态变量和输入信号联系起来。

状态流图可以采用相变量型状态流图和输入前馈形式型状态流图模型。

（五）状态转移矩阵和系统响应矩阵指数Φ(t) 称为为状态转移矩阵。

通过求得控制系统状态变量的时间响应可以检验系统的性能。

求解状态向量微分方程可得到系统的瞬态响应。

考试科目839自动控制原理考试形式笔试（闭卷）考试时间180分钟考试总分150分一、总体要求主要考察学生掌握《自动控制原理》的基本知识，基本理论和基本技能的情况及其分析问题和解决问题的能力。

二、内容及比例1．控制系统的基本概念自动控制系统的一般概念、自动控制系统的组成、理解对控制性能的基本要求2．控制系统的数学模型微分方程式的建立与求解；传递函数；脉冲响应；方框图绘制与化简；信号流图；状态方程式；各种数学模型的相互转换3．时域分析1）二阶系统的时域分析；动态响应指标的求取；由动态响应指标确定一、二阶系统模型参数2）系统型别，开环放大增益，静态误差增益，根轨迹增益3）主导极点、附加闭环零、极点的概念，高阶系统简化为二阶系统的条件4）Routh稳定性判据；稳态误差5）系统参数变化对系统稳定性，动态性能，稳定性的影响分析4．根轨迹1）180°根轨迹、0°根轨迹、参量根轨迹（广义根轨迹）的绘制2）根据系统根轨迹分析系统的稳定性、稳态特性和动态性能5．频域分析1）频率特性的分析与计算2）Nyquist图、Bode 图的绘制；由频率特性图求取系统传递函数3）Nyquist稳定判据，包括对非最小相位系统和具有延迟环节系统的分析4）稳定裕度的计算及分析5）PID控制规律的组成及作用，PID应用的分析与计算6）超前、滞后、滞后超前、反馈补偿6．非线性系统分析1）非线性系统的特点，典型非线性环节2）谐波线性化、描述函数定义及有关概念，非线性环节的等效变换3）描述函数法分析非线性系统的稳定性4）自持振荡(极限环)频率和幅值5）相平面图的概念与利用相平面图对典型非线性系统进行分析7．离散控制系统1）采样信号及采样系统、采样过程的数学描述、香农定理、零阶保持器2）Z变换的物理意义及计算、s域与z域、w域变换3）离散系统传递函数、离散系统时域分析4）离散系统稳定性、离散系统稳态误差8．现代控制系统分析1）线性定常系统的状态空间表达式；状态空间表达式与传递函数、微分方程的互相转换2）状态空间表达式的求解、系统传递函数矩阵、状态转移矩阵3）线性定常系统的可控性、可观测性；可控标准形、可观标准形的实现4）Lyapunov稳定性（连续系统与离散系统）5）状态反馈、输出反馈与极点配置；全阶状态观测器三、题型及分值比例计算分析题 100%。

控制科学与工程考研试题一、试卷整体说明这是一份控制科学与工程考研试题试卷，满分100分哦。

试卷最后一页会附上答案和解析，这样大家做完题就能马上对答案，清楚自己的问题在哪啦。

二、题型分布与分值1. 选择题（30分）选择题可是很考验大家基础知识的掌握程度呢。

比如说会有关于控制理论基础概念的题目，像经典控制理论里的反馈控制原理相关的选项，这部分占10分。

还有现代控制理论中的状态空间表达式相关的选择题，这也占10分。

另外10分就是关于控制系统的性能指标相关的内容啦，像稳态误差、超调量这些概念在选项里出现，让大家去判断对错。

2. 填空题（20分）填空题就需要大家把知识掌握得很扎实啦。

可能会让你填一些控制算法的关键参数，例如PID控制算法里比例系数、积分时间常数、微分时间常数的作用或者计算式之类的内容，这部分占8分。

还有像线性系统的传递函数的一些关键要素填空，这占6分。

再有就是控制系统的稳定性判据相关的填空，占6分。

3. 简答题（30分）简答题呢，就是要大家能把知识点有条理地写出来。

比如让你简述控制系统的设计步骤，这大概占10分。

还有可能让你解释一下自适应控制的原理和应用场景，这也占10分。

另外，像鲁棒控制的概念和它在实际工程中的重要性，这部分简答题占10分。

4. 计算题（20分）计算题就有点考验大家的计算能力和对知识的运用能力啦。

可能会出一道关于控制系统的传递函数化简并且求系统响应的题目，这占10分。

还有可能是根据给定的状态空间方程求系统的特征值之类的计算，这占10分。

三、答案与解析1. 选择题答案与解析关于经典控制理论反馈控制原理那题，如果选对了，那是因为你知道反馈控制就是通过测量输出量，然后与给定值比较，再利用偏差进行控制的基本原理。

如果选错了，那可能是对反馈控制中偏差的作用理解不到位哦。

现代控制理论状态空间表达式那题，答案是根据状态变量的定义和状态方程的构建规则来的。

要是做错了，可能是在状态变量的选取或者状态方程的矩阵运算上出了问题。