2016级《自动控制原理》研究生考试大纲
考试大纲_827自动控制原理
硕士研究生入学考试大纲
考试科目名称：自动控制原理
一、考试要求
要求考生全面系统地掌握控制原理的基本概念及基本原理，并且能灵活运用，具备较强的分析问题与解决问题的能力。
二、考试内容
1）自动控制的基本概念和控制系统性能指标
●自动控制、反馈、开环控制、闭环控制、线性系统、非线性系统。
●衡量系统性能指标：稳定性、快速性、准确性。
2）控制系统的数学模型、结构图化简和梅森增益公式
●微分方程的建立、闭环系统的传递函数、结构图和信号流图的绘制。
●系统结构图的建立、结构图的等效变换及化简。
●系统信号流图及梅森增益公式。
3）线性连续系统的时域分析
●典型输入信号。
●一阶及二阶系统的时域分析。
●线性系统的稳定性概念、劳思稳定性判据。
●线性系统的稳态误差的概念、稳态误差计算。
4）线性系统的根轨迹
●根轨迹方程。
●根轨迹绘制的基本方法和原则。
5）线性系统的频率特性分析
●频率特性及与传递函数的关系。
●频率特性的表示方法。
●典型环节的频率特性及曲线、开环系统的频率特性及曲线。
●最小相位系统的概念、最小相位系统频率特性曲线与传递函数的转换。
●奈奎斯特稳定判据的用法。
●稳定裕度的概念、稳定裕度的表示及计算。
●时域指标的计算、频率特性与时域指标的关系。
6）线性系统的设计与校正
●PID控制器、校正的基本概念、校正装置。
●频率法串联校正。
三、考试大纲援引教材
《自动控制原理》第五版国防工业出版社胡寿松。
自动控制原理作业答案1-7(考试重点)演示教学
红色为重点（2016年考题）第一章1-2仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。
Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。
《自动控制原理》(科目代码845)考试大纲
参考书目：（1）各出版社出版的各种自动控制原理教材及习题集（2）孙优贤、王慧主编. 自动控制原理. 北京：化工出版社，2011年6月（3）胡寿松主编. 自动控制原理(第四版、第五版、第六版). 分别于2001年2月、2007年6月、2013年5月由科学出版社的(该书初版于1979年，前三版均由国防工业出版社出版，亦可作为参考书)特别提醒：本考试大纲仅适合报考2017年浙江大学控制科学与工程学院、专业课考＜自动控制原理＞（科目代码845）课程的考生。
该门课程的满分为150分。
一、总的要求全面掌握自动控制系统的基本概念与原理，深入理解与掌握自动控制系统分析与综合设计的方法，并能用这些基本的原理与方法去分析问题、解决问题。
二、基本要求(1) 自动控制的一般概念：自动控制的基本原理与自动控制系统组成、分类，能将具体对象的控制系统物理结构图表示抽象成控制系统的方块图表示，能分析其中各种物理量、信息流之间的关系。
(2) 动态系统的数学模型：能建立给定典型系统的数学模型，包括微分方程模型、传递函数模型、状态空间模型等；能熟练地通过方块图简化方法与信号流图等方法获得系统总的传递函数；能根据要求进行各种数学模型之间的相互转换。
(3) 线性时不变连续系统的时域分析：掌握系统微分方程模型的求解，拉普拉斯变换在时域分析中的应用，一阶、二阶及高阶系统的时域分析；状态空间模型的求解与分析；系统时间响应的性能指标及计算；系统的稳定性分析、稳态误差系数与稳态误差的计算等。
(4) 根轨迹: 掌握根轨迹法的基本概念；根轨迹绘制的基本法则及推广法则；利用根轨迹进行系统性能的分析与设计。
(5) 频率分析：掌握系统的频率特性基本概念；开环系统的典型环节分解与开环频率特性曲线及其分析；利用伯德图建立对象的传递函数模型；奈魁斯特频率特性稳定判据以及稳定裕度分析。
(6) 线性系统的超前及滞后校正：一般性了解线性系统的超前及滞后校正方法，理解并能简单地应用。
851-《自动控制原理》考试大纲
851-《自动控制原理》考试大纲一、考试目标本科目考试的考目标主要是：考察考生对本自动控制原理考试大纲中涉及的基本概念、基本理论与方法掌握的熟练程度；考察考生的计算能力和基本技巧的熟悉程度；考察考生对自动控制原理应用方面的基本了解。
二、考试基本要求1. 熟练掌握本考试内容中涉及的所有基本概念和基本方法；2. 熟练掌握控制系统模型（微分方程、传递函数、频率特性）的概念、获得方法和之间的关系；3. 熟练掌握系统结构图简化、根轨迹绘制、极坐标绘制、伯德图的绘制与应用；4. 熟练掌握连续和离散控制系统性能分析的各种方法；5. 掌握控制系统设计的超前与滞后校正方法，特别是PID以及改良PID的方法；6. 熟悉本质非线性系统的描述函数和相平面分析方法。
三、考试形式与分值1．试卷满分及考试时间试卷满分为150分，考试时间180分钟。
2．答题方式答题方式为闭卷、笔试。
可使用不带存储功能的计算器。
3．试卷内容与题型结构本试卷基于理解与计算、分析与证明、综合与提高的原则，题型一般包括计算题及证明题。
四、考试内容1.控制系统导论1)自动控制系统及其任务、控制的基本方式（开/闭环控制）、负反馈控制原理2)自动控制系统的基本组成及分类、对控制系统的基本要求，掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。
2.线性连续控制系统的数学模型1)动态(微分)方程的建立及线性化2)拉普拉斯反变换及应用3)传递函数、元部件的传递函数、典型环节4)结构图的建立及等效变换5)信号流图，梅逊增益公式及其应用3.线性连续控制系统的时域分析1)时域响应及性能指标，2)一阶、二阶系统的时间响应及动态性能3)高阶系统的时间响应及动态性能4)线性系统的稳定性分析5)线性系统的稳态误差6)改善系统性能的措施4.根轨迹法1)根轨迹的概念2)常规根轨迹的绘制3)广义根轨迹4)利用根轨迹定性分析系统性能5.线性系统的频域分析1)频率响应及频率特性概念，2)典型环节频率特性和系统开环频率特性3)奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据及其应用4)稳定裕度(量)的概念、计算与应用5)开环对数频率特性与系统稳态性能、动态性能的关系6)闭环频率特性的特征量与时域指标之间的关系6.线性系统的频域和PID校正1)频率法串联校正的一般概念2)频率法超前/迟后校正3)PID控制器及其整定方法4)PID控制器的应用及其改良7.线性离散控制系统1)离散系统、信号的采样与保持2)z变换理论、脉冲传递函数概念，离散系统的数学模型及其求解3)离散系统的稳定性分析和稳态误差计算4)计算离散系统动态性能的一般方法8.非线性系统理论1) 描述函数概念、方法及其应用2) 相平面概念、方法及其应用五、参考书目[1] 胡寿松.自动控制原理（第五版）[M].北京：科学出版社，2007[2] 黄友锐，曲立国著. PID控制器参数整定与实现[M].北京：科学出版社，2010(注：PID部分)。
自动控制原理作业答案1-7(考试重点)
红色为重点（2016年考题）第一章1-2仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。
Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。
自动控制原理作业答案解析1-7(考试重点)
红色为重点（2016年考题）第一章1-2 仓库大门自动控制系统原理示意图。
试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。
解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。
与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。
反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。
系统方框图如下图所示。
1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。
冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。
冷水流量变化用流量计测量。
试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。
如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。
其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。
系统方块图如下图所示。
这是一个按干扰补偿的复合控制系统。
1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。
分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。
炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。
Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。
自动控制原理考研大纲
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。
2016年研究生招生复试及同等学力加试科目
动力工程
1、暖通空调
2.、锅炉原理
1、《暖通空调》（第二版）陆亚俊等编中国建筑工业出版社
2、《电厂锅炉原理》（第三版）丁立新主编中国电力出版社
1、空调用制冷技术
2、通风工程
《空气调节用制冷技术》（第四版）彦启森等编中国建筑工业出版社、《工业通风》（第四版）孙一坚等编中国建筑工业出版社
1、汽轮机原理2、热力发电厂
《电厂汽轮机原理及系统》（第三版）靳智平主编中国电力出版社、《热力发电厂》（第四版）叶涛主编中国电力出版社
009
建筑工程学院
081401
岩土工程
1、土力学与基础工程
或
2、混凝土结构设计原理
1、《土力学地基基础》，陈希哲主编，清华大学出版社
2、《混凝土结构设计原理》，东南大学、天津大学、同济大学合编，中国建筑工业出版社
2、不指定教材
008
能源与环境学院
081404
供热、供燃气、通风及空调工程
暖通空调
《暖通空调》（第二版）陆亚俊等编中国建筑工业出版社
1、空调用制冷技术
《空气调节用制冷技术》（第四版）彦启森等编中国建筑工业出版社
2、通风工程
《工业通风》（第四版）孙一坚等编中国建筑工业出版社
081403
市政工程
水污染控制工程
6《棉织原理》黄故主编中国纺织出版社7《织物结构与设计》顾平东华大学出版社
8《织物结构与设计》荆妙蕾中国纺织出版社
1、纺纱学
2、织造学
3、纺织材料学
4、纺织品设计学
1、同入学考试
2、①《织造学》朱苏康主编中国纺织出版社②《棉织原理》黄故主编中国纺织出版社
3、同入学考试
4、①《织物结构与设计》顾平东华大学出版社②《织物结构与设计》荆妙蕾中国纺织出版社
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2015考研《自动控制原理》考试大纲
考试科目：自动控制原理
考试形式和试卷结构
一、试卷满分及考试时间
试卷满分为100分，考试时间为120分钟．
二、答题方式
答题方式为闭卷、笔试．
三、试卷内容结构
控制系统的数学模型 约20％
控制系统的时域分析 约20%
根轨迹法 约10％
线性系统频域响应分析 约30%
线性控制系统的频域特性校正 约20%
四、试卷题型结构
综合题 8题，每题10～20分，共100分
考试内容及要求
一、控制系统的数学模型
考试内容
控制系统的时域数学模型 控制系统的复数域数学模型 控制系统的结构图及其等效变换 信号流图和梅森公式
考试要求
1．熟悉并掌握控制系统的微分方程的建立方法
2．熟练掌握对电网络用复阻抗法求系统传递函数
3．熟练掌握结构图的等效变换求系统传递函数
4．熟练掌握结构图与信号流图间的关系，会利用信号流图和梅森公式求系统的传递函数
二、控制系统的时域分析
考试内容
线性系统时间响应的性能指标 一阶系统的时域分析 二阶系统的时域分析 线性系统的稳定性 控制系统的稳态误差 考试要求
1．根据系统的微分方程或传递函数求出系统输出随时间变化的解（主要考虑系统输入为阶跃信号，被控对象为一阶和二阶系统），并分析系统的性能。
2．会利用劳斯判据判断系统的稳定性和实现系统稳定要求系统参数满足的范围
3．熟悉并掌握线性系统的稳态误差计算方法
三、根轨迹法
考试内容
根轨迹的基本概念 绘制根轨迹的基本法则 广义根轨迹 控制系统的根轨迹分析
考试要求
1．熟悉并理解根轨迹方程，幅值条件和相角条件
2．了解根轨迹绘制的基本法则
3．掌握广义根轨迹的绘制方法
4．理解并灵活运用根轨迹法分析控制系统性能指标和确定控制系统控制参数
四、线性系统频率响应分析
考试内容
频率特性的基本概念 系统开环频率特性的基本概念 奈奎斯特稳定判据 稳定裕度 利用开环频率特性分析系统的性能 考试要求
1．熟练掌握开环系统频率特性的绘制
（1）nyquist图的绘制
（2）bode图的绘制
2．熟练掌握Nyquist稳定性判据
（1）根据Nyquist图判别系统的稳定性
（2）由bode图判别系统的稳定性
（3）由对数幅频特性求最小相位系统的开环传递函数
3．掌握幅值裕量和相角裕量的定义及计算
五、线性控制系统的频率特性校正
考试内容
线性控制系统校正的一般概念 常用校正装置 串联校正 反馈校正 复合校正
考试要求
1．理解控制系统的设计与校正问题
2．熟悉常用校正装置及其特性
3．理解并灵活运用超前校正方法和滞后校正方法对控制系统进行设计和校正
4．了解反馈校正方法对控制系统进行设计和校正
5．了解复合校正方法对控制系统进行设计和校正。