1. 考試內容及考試要求
1.1 線性定常連續時間系統分析與設計
1.1.1 系統的數學模型
掌握:線性連續時間系統的概念;狀態空間模型、微分方程模型、傳遞函數模型、方框圖模型和信號流圖模型;數學模型間的轉換;方框圖的化簡。
1.1.2 系統的時域特性分析
掌握:典型輸入信號;由傳遞函數求系統的響應;系統的極點;一階系統的響應;二階系統的響應及時域性能指標;穩定性的基本概念;穩定性判據;穩態誤差分析。
了解:高階系統的響應;主導極點的概念。
1.1.3 根軌跡方法
掌握:根軌跡的基本概念;繪制根軌跡的基本條件和規則;控制系統的根軌跡分析;廣義根軌跡。
理解:控制系統的根軌跡校正方法及其原理。
1.1.4 頻率響應方法
掌握:頻率響應的基本概念;典型環節的頻率響應;開環系統的的頻率響應;頻率響應的圖示法;最小相位系統;由頻率響應求傳遞函數;基于開環頻率響應的穩定性判據;穩定性裕量。
理解:閉環頻率特性;基于頻率響應的控制系統的串聯校正。
1.1.4 狀態空間方法
掌握:狀態轉移矩陣的求取及其性質;狀態方程的解;可控性和可觀測性的基本概念及其判據;狀態空間表達式的規范型;狀態空間的分解;可鎮定性和可檢測性;狀態反饋與極點配置;狀態觀測器的設計;帶狀態觀測器的狀態反饋。
1.2 線性定常采樣控制系統的分析與設計
掌握:連續時間信號的采樣與復現;采樣定理;零階保持器;z變換;采樣系統的脈沖傳遞函數;采樣系統的響應;穩定性分析;穩態誤差分析;最少拍采樣控制系統的設計。
了解:采樣系統的PID控制器的設計。
1.3 非線性系統分析
掌握:非線性系統的數學模型;系統的平衡態及其穩定性;描述函數法;自激振蕩的參數的求取和穩定性分析;相平面分析方法。
了解:非線性系統的特殊現象。
1.4 Lyapunov穩定性理論
掌握:Lyapunov穩定性基本理論;線性系統的Lyapunov穩定性分析;Lyapunov方法在非線性系統中的應用;構造Lyapunov函數的變量梯度法和Krasovskii方法。
1.5 最優控制系統
掌握:泛函與變分的基本理論與方法;Pontryagin最小值原理及其在最優控制中的應用;Bellman動態規劃方法及其在最優控制中的應用。
2. 題型與分值
以分析計算題為主,選擇填空等題量不超過20分。
3. 參考書目
《自動控制原理》,吳麒,清華大學出版社,2006.
《現代控制工程》,K. Ogata,盧伯英譯,電子工業出版社,2011.
《自動控制原理》,胡壽松,科學出版社,2019.
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