北京信息科技大学

2021 年硕士研究生入学考试初试自命题科目考试大纲

考试科目名称：自动控制原理

考试科目代码：809

一、 考试基本要求及适用范围概述

在系统地理解与掌握自动控制基本概念和基本理论

的基础上，熟悉控制系统数学模型的建立与转换方法，掌

握线性系统的主要分析方法：时域分析法、根轨迹法、频

率特性法，以及线性系统的校正方法。还应掌握非线性系

统的分析方法和采样控制系统的分析与设计方法。本考试

适用于报考自动化学院的控制科学与工程（学术学位）、

电子信息类（控制工程方向）和电子信息类（智能控制方

向）专业学位的考生，以及机电工程学院的机械工程学术

学位和机械类专业学位的考生。

二、 题型结构

本考试采取单项技能测试与综合技能测试相结合的

方法，通过计算分析、综合设计等试题考查考生对于自动

控制原理的掌握程度。

三、 考试内容

第一部分 自动控制的一般概念了解自动控制系统的类型，掌握自动控制系统的构成

和工作原理,掌握反馈控制的概念和作用、开环与闭环控制

的概念、对自动控制系统的基本要求，以及自动控制系统

中的术语。

第二部分 控制系统的数学模型

1. 掌握线性系统输入输出的微分方程描述和传递函

数描述；典型元部件（环节）的传递函数；多输入-多输

出系统的描述；重点掌握系统结构图及其化简方法，信号

流图，梅森公式及其应用。

2. 理解非线性系统的线性化方法，建立数学模型的实

验方法

第三部分 线性系统的时域分析

1. 掌握典型输入信号的表达方式，线性系统暂态响应

性能指标；一、二阶系统暂态响应，二阶系统性能的改进；

线性系统稳定的充要条件，劳斯判据及其应用；高阶系统

的主导极点的概念；控制系统稳态误差，系统的类型；典

型信号作用下的系统稳态误差，静态误差系数、给定误差

和扰动误差；对于动态误差系数不做要求。

2. 理解高阶系统暂态响应，零极点对系统性能的影

响，掌握线性系统的时域响应分析。

第四部分 线性系统的根轨迹分析

21. 掌握根轨迹基本概念，根轨迹方程，绘制以开环根

轨迹增益 K 为变量的根轨迹的基本规则；参数根轨迹的概

念及绘制方法；增加开环零点、极点对根轨迹的影响，能

够使用根轨迹对系统性能进行简单的分析。

2. 理解正反馈回路和零度根轨迹的概念；掌握零度根

轨迹的绘制方法。

第五部分 线性系统的频域分析

1. 灵活掌握频率响应、频率特性的概念，典型环节频

率特性；系统开环频率特性的绘制；乃奎斯特稳定判据及

其应用；系统相对稳定性和相角裕度和增益裕度的概念。

能够根据开环对数频率特性确定最小相位系统的传递函

数。

2. 理解一、二阶系统的频域性能指标\频率响应与时

域响应的关系；系统闭环频率特性指标。

第六部分 线性系统的校正

1. 掌握线性系统校正的概念，线性系统基本控制规律

-P，PI，PID 控制对系统性能的影响；常用相位超前与滞

后校正装置及其特性；频率法在系统校正中的应用。

2. 理解：校正装置设计的依据；反馈和前馈复合校正

的方法。

第七部分 线性离散系统的分析与校正

31. 掌握采样过程和采样定理；保持器、差分方程；Z

变换与 z 反变换、常用的 z 变换公式；脉冲传递函数；线

性离散系统稳定性分析。线性离散系统稳态误差分析。

2. 理解离散系统暂态响应与脉冲零极点分布的关系；

离散系统的数字校正。

第八部分 非线性控制系统

1. 掌握：非线性系统的特点，常见非线性特性，非线

性系统的相平面的概念，平衡点（奇点）的求法及类型，

描述函数的基本概念，应用描述函数法分析非线性系统的

稳定性及周期解问题。

2. 理解常见非线性特性对系统的影响，能应用相平面

法和描述函数法分析简单非线性问题。

四、 参考书目

《自动控制原理》（第七版），胡寿松主编，科学出

版社，2019.2。

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