考研《自動控制原理》考試大綱

時間：2025-12-08 18:46:00 小英研究生考試

考研《自動控制原理》考試大綱

　　研招考試主要考察考生分析問題與解決問題的能力,大綱所列內容為考生需掌握的基本內容，以下是考研《自動控制原理》考試大綱，歡迎參考！

考研《自動控制原理》考試大綱

　　考研《自動控制原理》考試大綱 1

　　一、總的要求

　　全面掌握自動控制系統的基本概念與原理，深入理解與掌握自動控制系統分析與綜合設計的方法，并能用這些基本的原理與方法去分析問題、解決問題。

　　二、基本要求

　　（1）自動控制的一般概念：自動控制的基本原理與自動控制系統組成、分類，能將具體對象的控制系統物理結構圖表示抽象成控制系統的方塊圖表示，能分析其中各種物理量、信息流之間的關系。

　　（2）動態系統的數學模型：能建立給定典型系統的數學模型，包括微分方程模型、傳遞函數模型、狀態空間模型等；能熟練地通過方塊圖簡化方法與信號流圖等方法獲得系統總的傳遞函數；能根據要求進行各種數學模型之間的相互轉換。

　　（3）線性時不變連續系統的時域分析：掌握系統微分方程模型的求解，拉普拉斯變換在時域分析中的應用，一階、二階及高階系統的時域分析；狀態空間模型的求解與分析；系統時間響應的性能指標及計算；系統的穩定性分析、穩態誤差系數與穩態誤差的計算等。

　　（4）根軌跡:掌握根軌跡法的`基本概念；根軌跡繪制的基本法則及推廣法則；利用根軌跡進行系統性能的分析與設計。

　　（5）頻率分析：掌握系統的頻率特性基本概念；開環系統的典型環節分解與開環頻率特性曲線及其分析；利用伯德圖建立對象的傳遞函數模型；奈魁斯特頻率特性穩定判據以及穩定裕度分析。

　　（6）線性系統的超前及滯后校正：一般性了解線性系統的超前及滯后校正方法，理解并能簡單地應用。

　　（7）線性時不變離散系統的分析與校正：掌握采樣與采樣過程，離散系統的基本概念與Z變換；離散系統的數學模型；穩定性與穩態誤差分析；離散系統的動態性能分析，以及與連續系統在概念與分析方法上的異同。了解數字調節器的分析與設計。

　　（8）線性系統的狀態空間分析與綜合：掌握線性系統的能控性與能觀性概念；線性定常系統的線性變換與標準型；線性定常系統的狀態反饋控制器與狀態觀測器設計。

　　（9）非線性控制系統：了解非線性控制系統基本概念與描述函數方法，初步掌握李亞普諾夫穩定性分析方法。

　　三、進階要求

　　能將自動控制原理的概念、理論與方法靈活應用于分析問題、解決問題。

　　考研《自動控制原理》考試大綱 2

　　I.考試性質

　　《自動控制原理》考試是為中南大學招收控制科學與工程學科的碩士研究生而設置的專業課程考試科目，其目的是科學、公平、有效地測試學生掌握大學本科階段《自動控制原理》課程的基本概念、基本理論、分析計算方法，以及運用所學理論和方法綜合分析和設計自動控制系統的能力，評價的標準是高等學校控制類相關專業優秀本科畢業生應達到的水平，確保被錄取者具備扎實的自動控制理論基礎，以便在研究生階段能夠順利開展控制科學與工程相關課題的研究。

　　II.考查目標

　　《自動控制原理》科目考試內容涵蓋自動控制的一般概念、控制系統的數學模型、線性系統的時域分析法、線性系統的頻域分析法、線性系統的校正方法、線性離散系統的分析與校正方法、非線性控制系統的分析方法等。要求考生：

　　1、熟悉自動控制的基本方式、反饋控制原理、自動控制系統的基本類型、對自動控制系統的基本要求以及自動控制理論的專業術語。

　　2、能夠熟練運用微分方程和傳遞函數建立控制系統的數學模型；能夠熟練繪制控制系統的方框圖并利用等效變換規則對方框圖進行簡化；能夠熟練繪制控制系統的信號流圖并利用梅森增益公式計算控制系統的閉環傳遞函數。

　　3、熟悉系統時間響應的性能指標，熟練掌握一階系統、二階系統和高階系統的時域分析方法，掌握改善二階系統性能的基本措施，能夠熟練運用勞斯穩定判據、赫爾維茨定判據分析線性系統的穩定性；熟練掌握線性系統穩態誤差的分析與計算方法以及減小或消除穩態誤差的基本措施。

　　5、熟悉頻率特性的基本概念，熟練掌握開環系統頻率特性曲線的繪制方法（奈奎斯特圖，伯德圖），熟悉尼科爾斯圖的應用方法，熟練掌握典型的最小相位環節和非最小相位環節頻率特性的基本特點，能夠熟練運用奈奎斯特穩定判據分析線性系統的穩定性；掌握相角裕度和幅值裕度的概念和計算方法；熟悉閉環系統的頻域性能指標（特別是系統帶寬），能夠熟練運用開環頻率特性分析閉環系統的動態和穩態性能。

　　6、熟練掌握控制系統經典的校正方法，包括串聯校正、反饋校正和復合校正，熟悉PID控制器設計方法，熟悉頻域性能指標與時域性能指標之間的關系，掌握開環系統期望頻率特性的設計原則，能夠熟練運用頻率響應法對系統進行串聯校正、反饋校正和復合校正。

　　7、熟悉線性離散系統的基本概念；熟練掌握香農采樣定理、Z變換理論以及基于差分方程和脈沖傳遞函數的線性離散系統的數學建模方法；熟練掌握線性離散系統的穩定性分析方法和穩態誤差計算方法；掌握離散系統的動態性能分析方法，了解閉環極點分布與系統動態響應之間的關系。

　　8、熟悉非線性控制系統的特點，了解常見非線性特性及其對系統運動的影響；能夠熟練運用描述函數法分析非線性系統的穩定性和自激振蕩（極限環）；能夠運用相平面法分析非線性一階和二階系統的穩定性、平衡狀態、穩態精度以及初始條件和參數對系統運動的影響。

　　Ⅲ.考試形式和試卷結構

　　1、試卷滿分及考試時間

　　本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘

　　2、答題方式

　　答題方式為閉卷，筆試。

　　3、試卷內容結構

　　控制系統的數學模型約10%

　　線性系統的時域分析法約15%

　　線性系統的頻域分析法約20%

　　線性系統的校正方法約20%

　　線性離散系統的分析與校正方法約20%

　　非線性控制系統的'分析方法約15%

　　Ⅳ.試卷題型結構

　　單項選擇題20分

　　簡答題20分

　　綜合分析與計算題110分

　　Ⅴ.考查內容

　　1、自動控制的一般概念

　　1）自動控制的基本原理與方式

　　2）自動控制系統的分類

　　3）對自動控制系統的基本要求

　　2、控制系統的數學模型

　　1）控制系統的時域數學模型

　　2）控制系統的復數域數學模型

　　3）控制系統的結構圖與信號流圖

　　3、線性系統的時域分析法

　　1）系統時間響應的性能指標

　　2）一階系統的時域分析

　　3）二階系統的時域分析

　　4）高階系統的時域分析

　　5）線性系統的穩定性分析

　　6）線性系統的穩態誤差計算

　　4、線性系統的頻域分析法

　　1）頻率特性

　　2）典型環節與開環系統的頻率特性

　　3）頻率域穩定判據

　　4）穩定裕度

　　5）閉環系統的頻域性能指標

　　5、線性系統的校正方法

　　1）系統的設計與校正問題

　　2）常用校正裝置及其特性

　　3）串聯校正

　　4）反饋校正

　　5）復合校正

　　6、線性離散系統的分析與校正

　　1）離散系統的基本概念

　　2）信號的采樣與保持

　　3）z變換理論

　　4）離散系統的數學模型

　　5）離散系統的穩定性與穩態誤差

　　6）離散系統的動態性能分析

　　7、非線性控制系統分析

　　1）非線性控制系統的基本特征

　　2）常見非線性特性及其對系統運動的影響

　　3）相平面法

　　4）描述函數法

　　參考書目：《自動控制原理》(第六版)，胡壽松主編

　　考研《自動控制原理》考試大綱 3

　　一、考試基本要求

　　要求考生掌握自動控制原理的基本知識、基本理論和基本分析計算方法，并且能靈活運用。重點考察控制系統的數學建模、時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法，及控制系統的校正。

　　二、試題類型及分值

　　選擇題、判斷題、分析及計算題

　　總分值：150分

　　三、考試時間：3小時

　　四、考試內容

　　一、控制系統的基本概念

　　自動控制的概念、自動控制系統的控制方式及自動控制系統的組成等基本概念，自動控制系統的分類方法，自動控制系統的基本要求，能對自動控制系統進行工作原理的分析。

　　二、自動控制系統的`數學模型

　　控制系統微分方程的建立和求解，傳遞函數的定義、求法及典型環節的傳遞函數特性，控制系統動態結構圖的化簡，控制系統各種傳遞函數的求解。

　　三、控制系統的時域分析法

　　一階系統、二階系統的時域分析與計算;控制系統穩定性分析;控制系統穩態誤差的計算。

　　四、控制系統的根軌跡分析方法

　　控制系統根軌跡的繪制;利用閉環主導極點分析系統的性能。

　　五、控制系統的頻域分析法

　　控制系統頻率特性求解;典型環節的頻率特性;系統開環頻率特性的繪制;穩定裕度的計算;利用開環頻率特性判定系統的穩定性。

　　六、控制系統的校正方法

　　控制系統校正的基本概念及校正的基本規律;控制系統的串聯校正和反饋校正。

　　五、參考書目

　　自動控制原理(第二版)，王雪松主編，北京：機械工業出版社，2024-03-01 ，ISBN：9787111679929

【考研《自動控制原理》考試大綱】相關文章：

《化工原理》考研考試大綱07-08

2017年浙江大學《自動控制原理》（單考）考試大綱09-03

2017年考研《西醫綜合》考試大綱09-19