自动控制原理 - 上海交通大学航空航天学院

上海交通大学2005年硕士研究生入学考试自动控制原理-专业课大纲参考教材：《自动控制原理》（第二版）李友善主编国防工业出版社《自动控制理论与设计》（新世纪版）徐薇莉、曹柱中、田作华上海交通大学出版社《自动控制原理》吴麒主编（上、下）清华大学出版社复习大纲：1．基本概念(1) 自动控制系统的概念；(2) 掌握反馈控制系统的基本工作原理及基本构成；(3) 了解自控系统的典型输入信号形式。

2．控制系统的数学描述(1) 掌握控制系统的微分方程描述及建立；(2) 掌握基本的拉氏变换与拉氏反变换方法，并列写控制系统的传递函数；(3) 控制系统的方框图表示及其化简；(4) 控制系统的信号流图表示，并采用梅森公式求系统传递函数；(5) 单输入单输出系统的状态空间表达及其能控性能观性判别；(6) 传递函数模型与状态空间表达之间的转换。

3．时域分析(1) 一阶系统、二阶系统的时域响应分析；(2) 系统稳定性与闭环特征方程的关系，采用Routh判据判断闭环系统稳定性，并绘制系统的单参数、双参数稳定域；(3) 掌握系统稳态误差、稳态误差系数的概念及计算；(4) 了解高阶系统简化为二阶系统的条件。

4．复数域分析(1) 掌握一般根轨迹的绘制规则，并绘制根轨迹；(2) 利用根轨迹分析系统特性。

5．频域分析(1) 典型环节的Bode图，开环系统的频率响应求取；(2) 系统开环Bode图与系统开环传递函数的对应关系及转换求取；(3) Nyquist图的绘制及Nyquist稳定判据；(4) 控制系统的相对稳定性——相角裕度与幅值裕度的概念及其求取方法；(5) 时频指标关系及其转换经验公式。

6．单变量系统的校正与综合(1) 掌握时域、复域、频域指标及其相互转化；(2) 了解PID控制的基本概念；(3) 串联校正——超前校正，迟后校正，迟后-超前校正。

第7章　非线性系统分析一、选择题1．非线性系统的无穷多条相轨迹相交的点称为（）。

[华中科技大学研]A．奇点B．会合点C．分离点D．终点【答案】A2．输出信号的一次谐波分量和输入信号的复数比定义为非线性环节的（）。

[华中科技大学研]A．传递函数B．描述函数C．谐波函数D．频率特性【答案】B二、解答题1．已知非线性系统如图7-1所示，其中，T＞0，K＞0，现要求系统输入量c（t）的ωc＝10，试确定参数T和K的数值。

（非线性环节自振振幅X c＝0.1，角频率为）[上海交通大学研]图7-1解：由已知ωc ＝10，线性部分传递函数为即又由于ωc ＝10，自振振幅X c ＝0.1得因此有2．已知某非线性系统结构如图所示，试用描述函数法分析K （K ＞0）值对系统稳定性的影响。

[南京航空航天大学2006研]图7-2 非线性系统结构图解：该饱和特性的描述函数为负倒描述函数当A ＝1时，，当A→＋∞时，，因此位于负实轴上的－1~－∞区段。

线性部分频率特性为令ImG （j ω）＝0，得G （j ω）与负实轴交点的频率为，且在复平面上绘制G （j ω）曲线以及曲线如下图所示。

由图可见，当时，即0＜K ＜6系统稳定；当时，即K ＞6系统产生自振。

自振频率，振幅A 由求得。

图7-33．某单位负反馈非线性系统如图所示，非线性环节的描述函数为，线性部分的传递函数如图所示。

试分析：（1）系统是否存在自振。

（2）若产生自振，计算自振频率及振幅，并讨论极限环的稳定性。

[浙江大学2008研]图7-4 非线性系统结构图解：非线性环节负倒描述函数为线性部分频率特性为且在复平面上绘制G（jω）曲线以及曲线如下图所示，相交于B点，有解得即系统存在自振的频率为1.155，振幅为11.246。

图7-54．已知非线性控制系统的结构图如图7-6所示。

为了使系统不产生自持振荡，试采用描述函数法确定图中非线性环节的特性参数a和b的数值。

[长安大学研][南京理工大学研][华中科技大学研]图7-6解：由题知非线性环节为死区继电器特性，则图形如图7-8所示。

上海交通大学 2015年硕士研究生招生专业及考试科目
学院学位 413 航空航天学院人文艺术研究院人文艺术 417 研究院 417 417 729 人文艺术研究院理论②201 英语一③303 数学一④861 航空燃气轮机原理
①101 思想政治理论②201 英语专业航天工信息与 085233 03 一③304 数学一学位程控制④862 自动控制原理(Ⅱ招生规模 11（学术型 8、专业学位 3（见媒体与设计学院目录）），拟接收推免生 7（以最终确认录取人数为准）学术新闻传①101 思想政治 050300 01 新闻学型播学理论②201 英语面试分笔试和口试两部分,笔试部分一③639 新闻传主要考察综合知识,口试部分主要考学术新闻传050300 02 传播学播学基础④876 察考生从事本专业的基本素质型播学新闻传播实务程动力系统精神卫生招生规模 15（学术型 5、专业学位 10），拟接收推免生 10（以最终确认录取人数为准）中心精神卫生学术认知神 729 040200 心理学01 中心型经心理①101 思想政治社会心精神卫生学术理论②201 英语可跨学科报考的专业：心理学、医学、 729 040200 心理学 02 理与心中心型一③312 心理学教育学、社工、管理等相关专业。

理健康专业基础综合精神卫生学术临床心729 040200 心理学 03 中心型理①101 思想政治精神卫生专业应用心不分研理论②201 英语 729 045400 01 中心学位理究方向一③347 心理学专业综合。

上海交大自动化院保研经历一、择校篇我认为考研择校是整个考研的一个关键。

很多同学因为在选择目标院校时不符合自身能力而造成最终考研失败。

就我们学院今年考研情况而言，上岸率只有差不多50％，由于本校光环的影响，考本校的同学80％都考上了，而考外校985的同学里考上的只有30％，由此可见考外校的难度是远高于本校的，而且就我所知，考外校的同学付出的时间精力大部分都是高于考本校的同学的。

如果想求稳，报考本校是一个稳妥又容易的选择。

如果你对自己的能力有把握，并且有更高的追求，这时我建议你报考更好的学校。

一方面是因为更好的学校有着更好的教育资源，更有利于学术生涯，也更有利于毕业后找工作，平均而言，985毕业生的薪资普遍是高于211及以下院校毕业生的。

另一方面是你不能给自己留有遗憾，我们每个人一生中考研的机会并不多，提高学历的机会除了高考也就考研了。

我是放弃了保研资格去考研的，由于夏令营并没有好的去向，九月推免基本也不可能上的了上海交大等级的高校，也有只能留本校的可能，遂于九月初签署了放弃保研承诺书，为了心中的理想，我认为拼搏一次是很应该的。

如果那时我选择了保研，可以比考研舒服的多，可以自己选导师，可以提前进入研究(搬砖)生活，又享有一等奖学金，但可能会成为我一生的遗憾，未来的某天我会想“如果当初我考研就好了”。

考研是为自己不留遗憾！接下来讲讲如何择校。

择校不光看考生自身实力，也看目标院校的报考难度。

报录比无疑是一个比较反映难度的参数。

我在择校阶段自己收集了自动化专业比较强的五个想考的学校（清华，浙大，上交，哈工大，东南）近五年的报录比，通过对比择优，最终才选择的上海交通大学。

在这五个学校里，清华最难考，但毕竟top1高校，考上就可以吹很久了；哈工大深圳研究院比本部难考；浙大上交两个学校排名差不多，浙大19年难度高于上交，再加上我对上海的喜欢，我选择了上交，但考完和浙大同学了解情况时，发现20年浙大比上交容易一点；让我吃惊的是东南报录比居然比上交还低。

第7章　非线性控制系统的分析方法一、填空题1．相平面的概念：______。

[燕山大学研]【答案】设一个二阶系统可以用下面的常微分方程来描述。

其中是x 和的线性或非线性函数。

在一组非全零初始条件下，系统的运动可以用解析解x （t ）和描述。

如果取x 和构成坐标平面，则系统的每一个状态均对应于该平面上的一点，这个平面称相平面。

2．已知系统微分方程为，则该系统相平面图中的奇点()2320.3680.2642 1.6320.632z z C z z z z +=-+-位置为______。

奇点的性质为______。

[重庆大学2005年研]【答案】（0,0）；稳定焦点二、问答题1．根据对非线性系统的分析和处理方法，可将其分为哪两大类？ [广东工业大学研]答：本质非线性和非本质非线性。

2．何谓极限环？在单位反馈的典型非线性控制系统中，产生极限环的条件是什么？以公式表示之。

[东北大学研]答：非线性系统的相轨迹在相平面上表现为一个孤立的封闭曲线，所有附近的相轨迹都渐近地趋向或离开这个封闭曲线，则此封闭的相轨迹称为极限环。

产生的条件为有解，其中N （A ）为非线性环节的描述函数，G （jω）为线性环节的频率特性。

3．设有两个非线性系统，它们的非线性部分一样，线性部分分别如下：试问，当用描述函数法分析时，哪个系统分析的准确度高？为什么？[大连理工大学研]解：在采样描述函数法分析非线性系统时，用描述函数对非线性环节进行描述。

在描述函数的求取中，是略去了高次谐波分量而只取基波分量进行近似的，所以，线性环节的低通性越好，高频时的滤波能力强，则系统分析的准确度高，由频率特性可知，（2）对应的高频时衰减最大，滤波能力最好，故在用描述函数分析时，（2）系统的分析精确度高。

4．试用相平面法分析如下系统的稳定性[大连理工大学研]答：由可以得到不妨设，则可以得到，由于其对应的奇点为（0，0），故原系统的奇点为（1，0）；对应的特征方程为易判断此方程具有两个位于左半平面的共轭复根，于是奇点为稳定焦点，原系统只是相当于新系统进行了坐标变换，故原系统稳定．5．设非线性控制系统的微分方程为若选取为相坐标，试问相平面的坐标原点是否为系统的奇点？若是，则画出原点附近小范围内相轨迹的大致图形；若不是，则求出系统的奇点，并确定其类型。

中国空间技术研究院（航天五院）单位代码：83266联系人：韩宇联系电话：(010)68745111通信地址：北京市海淀区知春路82号邮政编码：100086E-mail: sicast@单位网址：/ /一、单位简介中国航天科技集团公司第五研究院（以下简称研究院）成立于1968年2月20日。

经过40余年的发展，已成为中国主要的空间技术及其产品的研制基地，是中国空间事业最具实力的骨干力量。

研究院主要从事空间技术开发、航天器研制、空间领域对外技术交流与合作、航天技术应用等业务领域。

还参与制定国家空间技术发展规划，研究有关探索、开发、利用外层空间的技术途径，承接用户需求的各类航天器和地面设备的研制并提供优良的服务。

1970年4月24日，研究院成功研制并发射了中国第一颗人造地球卫星——东方红一号，开创了中国探索外层空间的新纪元。

2003年10月，神舟5号飞船载人飞行获得圆满成功，使中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，树立了中国航天史上一座新的里程碑。

2007年10月，嫦娥一号月球探测器进入环月轨道，实现了中华民族千年的飞天梦想——嫦娥奔月。

2008年9月，神舟七号成功实现中国航天员首次空间出舱活动。

截至目前，研究院研制并成功发射了100余颗不同类型的人造卫星、5艘无人试验飞船，5艘载人飞船和4颗月球卫星，形成了以通信广播卫星、返回式遥感卫星、地球资源卫星、气象卫星、科学探测与技术试验卫星、导航定位卫星和载人飞船七大航天器系列为主的航天器研制业务。

研究院下设多个研究所和工厂，拥有1家上市公司和1家投资控股公司，建立了6个国家重点实验室。

现有职工两万余人，全院具有高级技术职称的人员2100余人，拥有一批国内外知名的空间技术专家，一大批正在茁壮成长的航天新生代为中国空间事业的持续发展奠定了坚实的基础。

研究院十分重视空间技术专业领域人才的培养。

自1978年招收研究生以来，已经形成学科专业齐全，管理体制配套的硕士、博士和博士后高层次人才培养体系。

自动控制原理考研院校
自动控制原理是现代工程技术中的重要学科之一，它涉及到自动化、机械、电子、计算机等多个领域，是现代工业生产中不可或缺的一部分。

因此，自动控制原理在各大高校中都有相应的研究和教学。

我们来看看国内的一些重点高校。

北京大学、清华大学、上海交通大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等都设有自动化专业，其中自动控制原理是必修课程之一。

这些高校在自动控制原理的研究方面也有很高的水平，涉及到控制理论、控制系统设计、智能控制等多个方向。

除了这些重点高校，还有一些专业性较强的院校也开设了自动控制原理相关专业，如华南理工大学、南京理工大学、西安电子科技大学等。

这些院校在自动控制原理的教学和研究方面也有着很高的水平，培养了大量的自动化、机械、电子等领域的优秀人才。

除了国内，国外的一些高校也在自动控制原理方面有着很高的研究水平。

例如，美国麻省理工学院、斯坦福大学、加州理工学院等都在自动控制原理方面有着很高的研究水平和教学水平。

这些高校的研究成果和教学经验对于国内的自动控制原理研究和教学也有着很大的借鉴意义。

自动控制原理是现代工程技术中不可或缺的一部分，各大高校都在这个领域有着很高的研究和教学水平。

未来，随着科技的不断发展
和工业生产的不断进步，自动控制原理的研究和应用也将会越来越广泛，相信各大高校也会在这个领域继续发挥重要的作用。