901自动控制原理考研大纲

2023年年《自动控制理论》课程考研大纲本课程大纲适用于河北工业大学《控制科学与工程》专业和控制工程（专业学位）专业的专业课考试，其中《控制科学与工程》专业课程试卷侧重于对学生理论控制情况及灵便运用情况的考查，控制工程（专业学位）专业课程试卷偏重于对学生工程应用能力的考查。

可课程考试内容主要包含古典控制理论和现代控制理论两部分，详细如下：一、古典控制理论1、线性系统的数学模型。

线性定常系统数学模型建立；方框图、信号流图等求解系统闭环传递函数；非线性数学模型的线性化。

2、控制系统的时域分析典型输入信号下线性定常系统的时域响应；二阶系统时域动态性能指标；控制系统的稳定误差分析；线性系统的代数稳定性判据。

3、根轨迹法绘制常规根轨迹的基本条件和基本规矩；绘制参数根轨迹、零度根轨迹的基本条件和基本规矩，利用根轨迹法分析系统的暂态响应及稳态响应。

4、控制系统的频域分析线性定常系统的频率特性及其与时域响应的关系；系统开环乃奎斯特图绘制及系统稳定性分析；系统开环伯德图绘制及系统稳定性分析；系统的闭环频率特性；按照闭环频率特性分析系统的时域响应。

5、自动控制系统的校正控制系统校正概念；线性系统的串联相位超前、相位滞后校正装置及特性；频率法在系统校正中的应用；线性系统校正主意的实际应用问题。

6、非线性系统分析非线性系统的相平面法；非线性系统描述函数法。

7、采样控制系统采样过程及采样定理；保持器及差分方程、Z变换；系统脉冲传递函数；线性采样系统的稳定性分析、稳态误差分析；采样控制系统的校正及最少拍校正。

第 1 页/共 2 页二、现代控制理论1、控制系统的状态空间表达式状态变量及状态空间表达式定义；模拟结构图的建立；控制系统的串联及并联实现；状态空间表达式与传递函数之间的转换；控制系统线性变换。

2、控制系统状态空间表达式的解线性定常齐次状态方程的解；状态转移矩阵；线性定常非齐次方程的解；离散时光系统状态方程的解。

3、线性控制系统的能控性和能观性分析控制系统能控性的定义及其判别主意；控制系统能观性的定义及其判别主意；能控性与能观性的对偶关系分析；能控标准型和能观标准型；系统的结构分解；传递函数矩阵的实现问题。

《自动控制原理》考试大纲《自动控制原理》考试大纲（一）自动控制的基本原理1．自动控制的基本原理与方式：反馈控制原理与思想，反馈控制系统的基本组成，自动控制系统的基本控制方式；2．自动控制系统的分类；3．自动控制系统的基本要求；（二）控制系统的数学描述1．时域模型：典型物理系统的时域建模；线性系统基本特性；线性定常微分方程分析；非线性系统的线性化；运动模态分析；2．复数域模型：系统的传递函数定义、性质；典型环节的传递函数；3．动态结构图：结构图的绘制与化简；信号流图的绘制；梅森增益公式及其综合应用；闭环系统的传递函数（开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数）；（三）控制系统的时域分析1．时域分析的一般方法：基本信号及系统的一般响应以及其物理意义；控制系统的主要时域性能指标；2．一阶系统分析：一阶系统在典型信号作用下的响应特征；3．二阶系统分析：二阶系统的数学模型；二阶系统的单位阶跃响应特征，欠阻尼二阶系统的性能指标；二阶系统的其它响应特征；了解二阶系统响应特性的改善方法；4．高阶系统分析：高阶系统时域响应的分量结构及意义；闭环极点与主导极点；高阶系统的二阶近似；5．控制系统的稳定性分析：线性系统稳定的基本概念；线性系统稳定的充分必要条件；劳斯稳定性判据及其应用；6．控制系统的误差分析：控制系统误差的概念与稳态误差的定义，典型信号作用下稳态误差的计算；误差的数学模型与稳态误差分析；扰动信号误差分析和稳态误差的补偿；（四）根轨迹法1．根轨迹的基本概念与根轨迹方程；2．绘制根轨迹图的基本法则；3．参数根轨迹的定义与基本绘制方法；4．附件加开环零极点对系统性能的影响；5．控制系统根轨迹的分析方法，根据根轨迹图分析系统的性能；（五）频率响应法1．系统频率特性的基本概念与求取方法；2．最小相位系统典型环节的频率特性分析；3．频率特性函数的图形：开环幅相曲线的绘制、Bode图的绘制与特性（由系统开环传递函数绘制Bode图，以及Bode图写出系统就、开环传递函数）；4．Nyquist稳定判据：Nyquist图的粗略绘制与特性；Nyquist 稳定判据及其应用；5．对数频率稳定性判据，利用开环Bode图研究闭环系统的稳定性及其它特性；利用开环幅相曲线进行稳定性判定；6．稳定裕度：相角裕度、幅值裕度的定义与计算；7．闭环系统频域性能指标：频带宽度定义；频域性能指标与时域性能指标的转换；（六）控制系统的校正方法1．系统校正的概念与结构；2．常用校正装置：无源超前校正网络、无源滞后校正网络、无源滞后-超前校正网络的特性与参数计算；PID控制器的特性；3．频率法校正设计方法与基本思想4．串联超前校正与串联滞后校正的目的、思想与计算方法；5．串联滞后-超前校正的目的和基本思想；6．反馈校正的基本原理与特点；7．复合校正的基本概念与思想；（七）非线性系统分析1．非线性系统的特性、非线性系统分析设计的主要方法2．典型的本质非线性因素对系统运动的影响；3．相平面分析的基本概念；4．描述函数法的基本概念；非线性系统稳定性的描述函数分析；负倒描述函数概念。

自动控制原理考研大纲一、自动控制的基本概念与基本原理：掌握自动控制的概念、目标与任务、基本原理和基本方法，包括反馈控制系统的基本结构、基本性能指标、闭环控制系统的稳定性分析与判据、经典控制理论和现代控制理论等内容。

二、线性系统的数学模型与传递函数：理解线性系统的概念和性质、数学建模的基本方法与步骤，了解线性系统的传递函数模型描述方法、时域和频域的表示方法、稳定性和稳定判据、系统的可控性和可观性等内容。

三、经典控制方法：掌握经典控制方法中的比例、积分和微分控制器，包括比例控制器、积分控制器、微分控制器和比例积分微分控制器等内容，理解PID控制器的基本原理、设计方法和应用。

四、根轨迹法：了解根轨迹法的基本思想和基本步骤，掌握根轨迹的性质和基本规律，理解根轨迹对系统稳定性、响应特性和参数设计的影响。

五、频率响应法：理解频率响应法的基本思想和基本步骤，包括频率响应曲线、伯德图、封闭环控制系统的稳定判据和性能指标等内容，掌握频率响应法的应用于系统分析和设计的方法。

六、状态空间法：了解状态空间法的基本思想和基本步骤，包括系统状态方程的建立与求解、系统可观性和可控性的判据、状态反馈控制和输出反馈控制的设计方法等内容。

七、多变量系统与鲁棒控制：理解多变量系统的基本概念和性质，了解多变量系统的模型描述和控制设计的基本方法，包括多变量系统的状态空间描述、联合稳定性分析和设计、鲁棒控制的基本概念和基本技术等内容。

八、现代控制理论与方法：了解现代控制理论和方法的基本概念和基本方法，包括状态观测器、系统鲁棒性分析和设计、自适应控制和最优控制等内容。

以上内容是自动控制原理考研大纲中的主要内容，考生需要全面理解并掌握这些知识点。

在备考过程中，可以参考教材、课堂笔记和相关考研辅导资料，加强理论学习和实践训练，通过大量习题和实例练习，提高解题能力和应试水平。

同时，考生还可以参加模拟考试和真题训练，及时发现问题并进行针对性的复习和强化，为考试做好充分准备。

《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》考研复习大纲自动控制原理是一门涉及系统建模和控制设计的学科，学习本门课程主要是为了掌握系统控制的基本理论和方法。

下面是《自动控制原理》考研复习大纲。

一、基本概念1.自动控制的基本概念和分类2.自动控制系统的组成和结构3.控制系统的特性参数与性能指标4.闭环控制和开环控制的优缺点二、系统数学模型1.力学系统的数学建模2.电气系统的数学建模3.热力系统的数学建模4.液压系统的数学建模三、信号与系统1.信号的基本概念与分类2.系统的时间域和频域分析方法3.信号的线性时不变系统表示与处理4.采样与保持四、系统时域分析1.系统的传递函数与状态方程2.系统的零极点分析和阶跃响应3.系统的稳定性与稳态误差4.系统的动态特性与频域指标五、系统频域分析1.线性系统频域描述的基本概念2.系统的频率响应与波特图3.传递函数的极点和零点分析六、控制器设计与稳定性1.控制器设计的基本思想和方法2.PID控制器的性能指标与调整方法3.根轨迹法与极坐标法4.控制系统的稳定性判据和稳定性分析方法七、校正和校准2.定义和识别开环和闭环误差3.适应性校正和自适应控制方法八、多变量系统与现代控制理论1.多变量系统的性态和控制方法2.现代控制理论与方法概述3.线性二次调整与最优控制4.自适应控制与模糊控制九、主动振动控制1.振动控制的基本概念和方法2.主动振动控制的建模和控制方法3.智能材料在主动振动控制中的应用以上是《自动控制原理》考研复习大纲的主要内容，整体上包括了基本概念、系统数学模型、信号与系统、系统时域分析、系统频域分析、控制器设计与稳定性、校正和校准、多变量系统与现代控制理论、主动振动控制等方面的内容。

希望能对你的考研复习提供一定的帮助。

自动控制原理考研大纲
自动控制原理是控制工程领域的一门基础课程，旨在介绍自动控制的基本概念、理论和方法。

该课程通常包括以下内容：
1. 控制系统的基本概念：介绍自动控制系统的定义、组成和基本要素，包括被控对象、传感器、执行器、控制器等。

2. 信号与系统：介绍连续时间和离散时间信号的表示方法、重要性质和常用变换，如傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。

3. 传递函数与状态方程：介绍线性时不变系统的传递函数和状态方程的概念及其相互转换的方法，以及这些表示方法在系统分析和设计中的应用。

4. 时域分析方法：介绍时域响应分析的方法，如阶跃响应、脉冲响应和频率响应分析，以及这些方法在系统性能评价和参数调整中的应用。

5. 频域分析方法：介绍频域响应分析的方法，如频率响应曲线、波特图和奈奎斯特图，以及这些方法在系统稳定性和稳定裕度分析中的应用。

6. 非线性控制系统：介绍非线性控制系统的特点和分析方法，如构造相平面图、极限环分析和决策环分析，以及这些方法在非线性系统的稳定性和摆动特性分析中的应用。

7. 系统设计原理：介绍自动控制系统的设计原则和方法，包括
反馈控制系统的校正设计、校正器的设计和模式选择方法。

8. 控制器的设计与调节：介绍PID控制器的设计原理和调节方法，包括根轨迹和频率响应法，并介绍现代控制理论中的一些常用方法，如状态反馈、观测器和最优控制。

除了上述内容，考研大纲还可能包括其他相关的内容，具体以考纲为准。

自动控制原理作为控制工程的基础课程，对于进一步学习和研究控制工程以及其他相关领域（如机械、电子、通信等）都具有重要的意义和应用价值。

《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。

石家庄铁道大学硕士研究生招生初试科目考试大纲——————————————————————————————————科目名称：自动控制原理编制单位：电气与电子工程学院——————————————————————————————————一、总体要求本门课程主要考察学生对自动控制的基本概念、基本理论、基本分析方法的掌握程度。

要求学生能够运用经典控制理论分析、设计和校正控制系统，对非线性系统和离散系统具有基本的分析与综合能力，能用状态空间法对系统进行分析和设计。

二、考试形式试卷题型主要是综合分析与计算题，具体以实际考试为准。

考试时间和总分以招生简章发布为准。

三、考试内容1、自动控制的一般概念（1）掌握自动控制系统的组成、分类、控制方式及对控制系统的要求。

（2）熟练掌握建立物理系统的方块图的方法。

（3）理解控制系统稳定性、快速性和准确性的物理意义。

（4）了解控制系统的分类方式。

2、自动控制系统的数学模型（1）掌握传递函数的基本概念及建立自动控制系统的时域数学模型、复域数学模型、系统结构图和信号流图的方法。

（2）掌握应用结构图的化简方法求解系统传递函数、误差传递函数、扰动作用下的传递函数的方法。

（3）熟练掌握用梅逊公式求解系统传递函数和误差传递函数、扰动作用下的传递函数的方法。

3、线性系统的时域分析（1）掌握一、二阶系统的时域分析方法，熟悉一、二阶系统性能指标的分析和计算。

（2）掌握改善二阶系统性能指标的原理及方法。

（3）掌握稳态误差的基本概念及其计算方法。

（4）熟练运用劳斯判据或赫尔维茨判据判断系统的稳定性。

（5）了解高阶系统的时域分析方法。

4、线性系统的根轨迹分析法（1）掌握根轨迹的基本概念、常规根轨迹和广义根轨迹绘制法则、能熟练绘制系统根轨迹。

（2）能熟练利用根轨迹分析系统的性能。

（3）理解增加开环零、极点对系统性能的影响。

5、线性系统的频域分析法（1）掌握频率特性的基本概念，典型环节的频率特性。

（2）熟练绘制开环幅相曲线和对数频率特性曲线。

《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。