2019年北京航空航天大学931自动控制原理考研大纲

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931自动控制原理考试大纲

一、考试组成

自动控制原理占90分; 理论力学占60分，总分150分。

二、自动控制原理部分考试大纲

1.自动控制的一般概念

主要内容：自动控制的任务;基本控制方式：开环、闭环(反馈)控制;自动控制的性能要求：稳、快、准。

基本要求：反馈控制原理与动态过程的概念;由给定物理系统建原理方块图。

2.数学模型

主要内容：传递函数及动态结构图;典型环节的传递函数;结构图的等效变换、梅逊公式。

基本要求：典型环节的传递函数;闭环系统动态结构图的绘制;结构图的等效变换。

3.时域分析法

主要内容：典型响应及性能指标、一、二阶系统的分析与计算。系统稳定性的分析与计算：劳斯、古尔维茨判据。稳态误差的计算及一般规律。

基本要求：典型响应(以一、二系统的阶跃响应为主)及性能指标计算;系统参数对响应的影响;劳斯、古尔维茨判据的应用;系统稳态误差、终值定理的使用条件。

4.根轨迹法

主要内容：根轨迹的概念与根轨迹方程;根轨迹的绘制法则;广义根轨迹;零、极点分布与阶跃响应性能的关系;主导极点与偶极子。

基本要求：根轨迹法则(法则证明只需一般了解)及根轨迹的绘制;主导极点、偶极子等的概念;利用根轨迹估算阶跃响应的性能指标。

5.频率响应法

主要内容：线性系统的频率响应;典型环节的频率响应及开环频率响应;Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据;稳定裕度及计算;闭环幅频与阶跃响应的关系，峰值及频宽的概念;开环频率响应与阶跃响应的关系，三频段(低频段，中频段和高频段)的分析方法。

基本要求：典型环节和开环系统频率响应曲线(Nyquist曲线和对数幅频、相频曲线)的绘制;系统稳定性判据(Nyquist判据和对数判据);等M、等N圆图，尼柯尔斯图仅作一般了解;相稳定裕度和模稳定裕度的计算;明确最小相位和非最小相位系统的差别，明确截止频率和带宽的概念。

6.线性系统的校正方法

主要内容：系统设计问题概述;串联校正特性及作用：超前、滞后;校正设计的频率法及根轨迹法;反馈校正的作用及计算要点;复合校正。

基本要求：校正装置的作用及频率法的应用;以串联校正为主，反馈校正为辅;以频率法为主，根轨迹法为辅;复合校正的应用。

7.线性连续系统的状态空间分析方法

主要内容：状态方程的列写;状态方程的解(矩阵指数及其性质);系统等价变换;状态方程与传递函数的关系;系统的可控性、可观性及其判据;动态方程的标准形(可控标准型、可观标准型);可控性、可观性分解;对偶原理，传递函数的最小实现;状态反馈及极点配置;状态观测器及其设计;有界输入有界输出稳定性。

基本要求：上述主要内容中各点均要求，但仅限于单输入单输出线性定常连续系统。

8. 非线性系统理论

主要内容：非线性系统动态过程的一般特征;典型非线性特性及其影响;谐波线性化及描述函数;用描述函数法研究系统稳定性和自激振荡;相轨迹的一般特点及绘制方法;线性系统的相轨迹;非线性系统的相轨迹绘制及分析。

基本要求：明确描述函数法的使用限制条件;典型环节描述函数;用描述函数法分析非线性系统的稳定性和自激振荡;一、二阶非线性系统的相轨迹绘制及运动分析。

三、理论力学部分的考试大纲

1、几何静力学

静力学的基本公理，受力分析，力系简化的基本方法和有关力学量的基本计算，平衡方程的建立与求解，摩擦(滑动摩擦和滚动摩擦)问题，桁架内力的计算，平衡结构的静定性问题。

2、分析静力学

各种力(重力、弹性力、有势力、摩擦力、合力、等效力系)的功，约束及其分类、广义坐标和自由度、虚位移与虚功、理想约束、虚位移原理及其应用、有势力作用下质点系平衡位置的稳定性。