线性离散系统的分析与校正

南京信息工程大学硕士研究生招生入学考试考试大纲
考试科目代码：817
考试科目名称：自动控制原理
第一部分大纲内容
一、课程目标
本课程为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基本方法。

要求考生掌握自动控制系统的基本理论知识和基本分析计算方法，强调基础性和综合性。

注重测试考生对相关的基本概念、理论和分析方法的理解，以及运用基本概念、基本原理，灵活分析和解决实际问题的能力。

二、基本要求
考试内容包括经典控制理论和现代控制理论。

要求理解、掌握：控制系统传递函数和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态性能的时域分析；根轨迹法；频域法；系统串联校正的设计方法；线性离散系统的分析；系统状态空间建模及其求解；系统可控性和可观测性；线性定常系统状态反馈及观测器设计；李雅普诺夫稳定性理论。

三、课程内容与考核目标
（1）自动控制的一般概念
1．掌握基本控制方式：开环、闭环（反馈）控制；
2．熟悉自动控制的性能要求：稳、快、准；
3．掌握反馈控制原理与动态过程的概念，以及建立原理方块图的方法。

（2）控制系统的数学模型
1．掌握动态方程建立及线性化方法；
2．熟练掌握结构图的等效变换方法；
3．掌握梅逊公式及应用；
4．熟悉典型环节。

（3）线性系统的时域分析法。

第七章 线性离散系统的分析与校正7-1 试根据定义∑∞=-*=0)()(n nTs e nT e s E确定下列函数的)(s E *和闭合形式的)(z E ：⑴ t t e ωsin )(=；⑵ ))()((1)(c s b s a s s E +++=，b a ≠，c a ≠，c b ≠。

解：Ts e z =；⑴ )()sin()(0z E enT s E n nTs==∑∞=-*ω；1)cos(2)sin(21}{21)(20+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=-=-∞=--∑z T z z T e z z e z z j e e e j z E T j T j n nTsjwnT jwnT ωωωω。

⑵ ))()((1))()((1))()((1)(c s c b c a b s b c b a a s a c a b s E +--++--++--=； ∑∑∑∞=--∞=--∞=--*--+--+--=000))((1))((1))((1)(n nTs cnT n nTsbnT n nTs anT e e c b c a e e b c b a e e a c a b s E ； ))()(())()(())()(()(cTbT aT e z c b c a ze z b c b a z e z a c a b z z E ------+---+---=； 记))()((c b c a b a ---=∆，∆-=b a k 1，∆-=ca k 2，∆-=cb k 3；))()(()()()()(3)(2)(12321cTbT aT T c b T c a T b a aT bT cT e z e z e z ze k e k e k z e k e k e k z E ---+-+-+-------+-++-=。

7-2 采样周期为T ，试求下列函数的Z 变换：⑴ n a nT e =)(； ⑵ t e t t e 32)(-=；⑶ 3!31)(t t e =； ⑷ 21)(ss s E +=；⑸ )1(1)(2+-=-s s e s E sT 。

最新自动控制原理西安电子科技大学第三版课后答案陕西科技大学自动控制原理考研真题优秀自动控制原理西安电子科技大学第三版课后答案陕西科技大学自动控制原理考研真题篇一1)自动控制、自动控制系统的基本概念以及自动控制系统的三种基本控制方式;2)能分析某个自动控制系统的原理并绘制原理方框图;3)自动控制系统的分类以及对控制系统的基本要求。

2.控制系统的数学模型1)掌握控制系统的时域数学模型、控制系统的复域数学模型的建立方法及其相互转换;2)通过结构图的化简或梅逊增益公式求取系统的闭环传递函数、误差传递函数及干扰信号作用下的闭环传递函数等，了解绘制系统结构图的方法。

3.线性系统的时域分析法1)掌握系统性能指标的定义;2)掌握系统稳定性概念、劳斯稳定判据及其应用;3)掌握一阶、二阶系统的动态性能分析，及动态性能指标的计算，掌握二阶系统性能的改善，了解高阶系统动态性能的分析方法;4)掌握稳态误差的定义及计算。

4.线性系统的根轨迹法1)掌握根轨迹的基本概念，根轨迹与系统性能的关系;2)掌握根轨迹绘制的基本法则，灵活应用基本法则绘制系统的根轨迹;3)利用根轨迹分析系统的性能;4)了解参数根轨迹和零度根轨迹的概念及绘制方法。

5.线性系统的频域分析法1)理解频率特性的定义及其几何表示法;2)典型环节的频率特性，掌握系统开环对数频率特性图、幅相曲线图的绘制;3)掌握利用奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定性判据判断闭环系统的稳定性;4)掌握相角稳定裕量和幅值稳定裕量的定义及其求取方法，及它们与系统性能的关系;5)开环频率特性与闭环系统性能之间的关系，了解闭环频率特性。

6.线性系统的校正方法1)正确理解控制系统校正的基本概念，校正方式，常用校正装置的特性;2)掌握串联超前校正、滞后校正、滞后-超前校正网络的校正原理及设计方法;3)将性能指标转换为希望开环对数幅频特性，根据希望特性确定最小相位系统的校正装置;4)了解局部反馈校正、复合校正的基本思路与方法。

兰州理工大学《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告院系：电气工程与信息工程学院班级：电气工程及其自动化四班姓名：学号：时间：年月日电气工程与信息工程学院《自动控制原理》MATLAB 分析与设计仿真实验任务书（2014） 一、仿真实验内容及要求 1．MATLAB 软件要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB 软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB 仿真集成环境Simulink 的使用。

2．各章节实验内容及要求1）第三章 线性系统的时域分析法∙ 对教材第三章习题3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；∙ 对教材第三章习题3-9系统的动态性能及稳态性能通过仿真进行分析，说明不同控制器的作用；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第三章习题3-30，并对结果进行分析； ∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P153.E3.3；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在100=a K 时，试采用微分反馈控制方法，并通过控制器参数的优化，使系统性能满足%5%,σ<3250,510s ss t ms d -≤<⨯等指标。

2）第四章 线性系统的根轨迹法∙ 在MATLAB 环境下完成英文讲义P157.E4.5； ∙ 利用MATLAB 绘制教材第四章习题4-5；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-10及4-17，并对结果进行分析；∙ 在MATLAB 环境下选择完成教材第四章习题4-23，并对结果进行分析。

3）第五章 线性系统的频域分析法∙ 利用MATLAB 绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；4）第六章 线性系统的校正∙ 利用MATLAB 选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能；∙ 利用MATLAB 完成教材第六章习题6-22控制器的设计及验证；∙ 对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，试采用PD控制并优化控制器参数，使系统性能满足给定的设计指标ms t s 150%,5%<<σ。

第七章线性离散系统的分析与校正第一节离散系统的基本概念【教学目的】熟悉离散系统的组成和工作原理，了解离散系统的特点。

【教学重点】1。

采样控制系统中信号采样和复现及其典型结构图。

2．数字控制系统中信号A/D,D/A转换及其典型结构图。

3．离散系统的特点。

4．离散系统的研究方法。

【教学难点】采样控制系统中信号采样和复现及其典型结构图。

【教学方法及手段】以课堂讲解为住主，辅以课堂提问。

【课外作业】复习本节。

【学时分配】2课时。

【教学内容】1．采样控制系统：一般来说，采样控制系统是对来自传感器的连续信息在某些规定的时间瞬时上取值。

包括模拟部件和脉冲部件。

（1）信号采样和复现：在采样控制系统中，把连续信号转变成为脉冲序列的过程称为采样。

实现采样的装置称为采样器或采样开关。

在采样控制系统中，把脉冲序列转变成为连续信号的过程称为信号复现过程。

实现复现过程的装置称为保持器。

（2）采样控制系统的典型结构图。

见书本273页图7-4。

2．．数字控制系统：是一种以数字计算机为控制器去控制具有连续的工作状态的被控对象的闭环控制系统。

包括数字计算机和被控对象两部分。

其典型结构图。

见书本276页图7-9。

3．离散系统的特点：（1）由数字计算机构成的数字校正装置，效果比连续式校正装置好，而且由软件实现的控制规律容易改变，控制灵活。

（2）采样信号，特别是数字信号的传递可以有效抑制噪音，从而提高系统的抗干扰能力。

（3）容许采用高灵敏度的控制元件，以提高系统的控制精度。

（4）可以用一台计算机分时控制若干系统，提高了设备的利用率，经济性好。

（5）对于具有传输延迟，特别是大延迟系统，可以引入采样的方式稳定。

【自学内容】预习第二节信号的采样与保护。

第二节信号的采样与保护【教学目的】1。

了解采样器。

2．采样定理和采样信号的恢复。

3．零阶保持器【教学重点】采样定理和采样信号的恢复。

【教学难点】采样定理和采样信号的恢复【教学方法及手段】以课堂讲解为住主，辅以课堂提问。

中国科学院大学2020考研大纲：857自动控制理论自动控制理论考什么呢？考研大纲频道为大家提供中国科学院大学2019考研大纲：857自动控制理论，更多考研资讯请关注我们网站的更新!中国科学院大学2019考研大纲：857自动控制理论一、考试科目基本要求及适用范围概述：本《自动控制理论》考试大纲适用于中国科学院大学导航、制导与控制，控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，模式识别与智能系统等专业的硕士研究生入学考试。

自动控制理论是自动化、电气工程及自动化等许多学科专业的基础理论课程，它主要研究控制系统的数学模型、线性连续系统和线性离散系统的分析与校正的基本概念和基本分析方法。

要求考生熟练掌握《自动控制理论》课程的基本概念与基本运算，并能加以灵活应用。

二、考试形式和试卷结构考试采取闭卷笔试形式，考试时间180分钟，总分150分。

试题题型均为计算题。

三、考试内容(一)控制系统的数学模型1.自动控制系统的基本原理2.自动控制系统的分类3.控制系统的时域数学模型4.控制系统的复数域数学模型5.控制系统的结构图与信号流图(二)线性系统的时域分析法1.线性系统时间响应的性能指标2.一阶系统的时域分析3.二阶系统的时域分析4.高阶系统的时域分析5.线性系统的稳定性分析6.线性系统的稳态误差计算(三)线性系统的根轨迹法1.根轨迹方程2.根轨迹绘制的基本法则3.广义根轨迹4.系统性能的分析(四)线性系统的频域分析法1.频率特性2.典型环节和开环频率特性曲线的绘制3.奈奎斯特稳定判据4.稳定裕度5.闭环系统的频域性能指标(五)线性系统的校正方法1.系统的设计与校正问题2.常用校正装置及其特性3.串联校正4.反馈校正5.复合校正(六)线性离散系统的分析与校正1.离散系统的基本概念2.信号的采样与保持3.z变换理论4.离散系统的数学模型5.离散系统的稳定性与稳态误差6.离散系统的动态性能四、考试要求(一)控制系统的数学模型1.理解和掌握自动控制系统的基本原理和基本概念2.理解并掌握自动控制系统的实例和基本要求3.掌握自动控制系统的分类方法4.熟练掌握控制系统的微分方程的建立方法5.灵活应用控制系统的传递函数6.熟练掌握控制系统的结构图及信号流图(二)线性系统的时域分析法1.熟练掌握线性系统时间响应的性能指标2.熟练掌握一阶系统的时域特性3.灵活应用二阶系统的时域特性4.掌握高阶系统的时域特性5.熟练掌握并灵活运用线性系统的稳定性分析方法6.熟练掌握线性系统的稳态误差计算方法(三)线性系统的根轨迹法1.熟练掌握根轨迹方程2.熟练掌握并灵活运用根轨迹绘制的基本法则3.熟练掌握根轨迹法分析控制系统性能指标4.灵活应用根轨迹法确定控制系统的控制参数5.掌握广义根轨迹的绘制的基本法则(四)线性系统的频域分析法1.理解线性系统频率特性的基本概念及物理意义2.熟练掌握典型环节对数幅频特性曲线3.熟练掌握对数幅频特性简化绘制方法并熟练绘制开环系统频率特性曲线4.掌握奈奎斯特稳定判据并熟练绘制奈奎斯特图5.灵活应用对数幅频特性分析控制系统的稳定裕度6.理解闭环频率特性分析方法(五)线性系统的校正方法1.理解控制系统的设计与校正问题2.掌握常用校正装置及其特性3.熟练掌握超前校正和滞后校正方法并能对控制系统进行设计和校正4.掌握反馈校正方法并能对控制系统进行设计和校正5.掌握复合校正方法并能对控制系统进行设计和校正(六)线性离散系统的分析与校正1.理解并掌握离散系统的基本概念、特点和研究方法2.理解信号的采样与保持过程，掌握香农采样定理3.熟练掌握z变换理论4.熟练掌握并灵活应用离散系统的数学模型的建立方法5.熟练掌握离散系统的稳定性分析方法和稳态误差计算6.熟练掌握离散系统动态性能的时域分析方法五、主要参考教材胡寿松主编，《自动控制原理》，科学出版社，2013年3月第六版。

《自动控制理论II》中英文课程简介英文名称：Automatic Control Principle 课程编号：适用专业：安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化学时：72学分：4实验学时：8课内上机学时：0一、预修课程高等数学Ⅰ、复变函数与积分变换Ⅰ、线性代数Ⅰ、电路分析基础二、中文内容提要《自动控制理论II》主要介绍了自动控制理论的基本概念、分析方法和设计方法。

通过本课程的学习，使学生能够建立起控制系统的数学模型，利用经典控制理论和现代控制理论的分析方法进行系统的性能分析，并能够根据系统性能指标的要求进行系统的设计。

三、英文内容提要Automatic Control Principle mainly introduces: basic conceptions of automatic control principle, analytical methods, and design methods. The purpose is that students can found a mathematic model and systematically analyze capability of system and design system according to demand of capability index by studying this course.四、教材：《自动控制原理》.胡寿松.科学出版社，2004年五、教材类别：校外编制订者（签字）：校对者（签字）：审定者（签章）：批准者（签章）：《自动控制理论Ⅱ》课程教学大纲英文名称：Automatic Control Principle课程编号：适用专业：安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化学时：72 学分：4课程类别：学科大类基础课课程性质：必修课一、课程的性质和目的本课程是一门必修课。

通过本课程的学习，使学生建立经典控制理论部分的基本概念，学习现代控制理论的基本内容，掌握反馈控制原理的应用以及系统分析和设计的一般规律，同时，通过本课程的学习，使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念，掌握线性离散系统分析和设计的一般规律。

《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：21311104总学时数：72（理论60，实验12）总学分数：4.5课程性质：专业必修课适用专业：电气工程及其自动化一、课程的任务和基本要求：本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。

掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。

掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。

了解非线性控制系统的分析和综合方法。

建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。

通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。

结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。

从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、智能控制、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。

自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。

二、基本内容和要求：1. 基础知识（1）人工控制和自动控制（2）开环控制系统（3）闭环控制系统（4）反馈控制系统的组成、分类和性能指标要求：了解控制理论的发展史、开环控制系统与闭环控制系统、反馈控制系统的组成、分类和性能指标。

2. 单变量线性定常系统的数学描述（1）系统的动态特性（2）单变量线性定常系统的数学描述（3）典型环节及其传递函数（4）控制系统方块图（5）信号流图（6）非线性微分方程线性化要求：控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。

3. 单变量线性定常系统的性能指标（1）单变量线性定常系统的输出响应（2）单变量线性定常系统的稳定性（3）劳斯稳定判据（4）控制系统的瞬态特性（5）控制系统的稳态特性（6）动态误差系数要求：掌握线性定常系统的瞬态特性和稳态特性，掌握劳斯判据。