科目代码：F1407、J1405
科目名称：自动控制理论
适用专业：生物医学工程、电子信息（专业学位）
一、考试要求
自动控制理论适用于河北工业大学电气工程学院生物医学工程专业、电子信息（专业学位）专业研究生招生专业课考试。主要考察对于自动控制理论的基本概念、基本原理和分析方法的掌握，以及运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力。
二、考试形式
试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，主要包括简答题和计算题等。考试时间为2小时，总分为100分。
三、考试内容
（一）自动控制的一般概念
1、理解自动控制和自动控制系统的概念。
2、掌握开环控制和闭环控制各自的特点和优缺点，反馈的概念。
3、掌握自动控制系统的分类。
4、理解自动控制系统需要分析的问题。
（二）控制系统的数学模型
1、掌握控制系统的数学模型(微分方程、传递函数)的定义，微分方程和传递函数二者的互换。
2、理解各种典型环节的输入输出关系的特点及其传递函数。
3、掌握利用框图化简求取系统的传递函数。
4、掌握利用信号流程图和梅逊公式求取系统的传递函数。
5、掌握控制系统数学模型相关MATLAB函数的使用。
（三）控制系统的时域分析
1、理解控制系统的时域分析法的内容。
2、掌握控制系统的时域性能指标的定义。
3、掌握一阶系统和二阶系统的时域性能指标的计算。
4、掌握二阶系统的不同阻尼状态，阻尼状态与其极点位置以及单位阶跃响应形式之间的对应关系。
5、理解掌握高阶系统的主导极点的概念、降阶的作用。
6、掌握控制系统稳定的充要条件，运用劳斯判据判别系统的稳定性状态，以及对应的参数取值范围。
7、掌握典型输入信号下系统的稳态误差系数和稳态误差的计算。
8、掌握绘制控制系统单位阶跃响应相关MATLAB函数的使用。
（四）控制系统的根轨迹分析
1、理解控制系统的根轨迹的概念，根轨迹与系统性能之间的关系，绘制根轨迹的基本步骤。
2、掌握系统常规根轨迹和参数根轨迹的绘制。
3、掌握利用系统的根轨迹，分析参数变化对系统性能的影响。
4、掌握绘制控制系统根轨迹相关MATLAB函数的使用。
（五）控制系统的频域分析
1、理解控制系统的频率响应的概念，频域分析法的内容。
2、掌握系统频率特性的概念及其图形表示方法。
3、掌握系统开环频率特性的伯德图和极坐标图的绘制。
4、理解最小相位系统和非最小相位系统的概念。
5、掌握应用伯德图中奈奎斯特稳定判据，判别系统的稳定性状态，分析系统的相对稳定性。
6、掌握系统稳定裕度的定义和计算。
7、掌握系统的频域性能指标和时域性能指标之间的关系。
8、掌握绘制控制系统的伯德图和极坐标图的相关MATLAB函数的使用。
（六）控制系统的校正
1、理解控制系统校正的概念和作用。
2、掌握系统的基本控制规律及其对系统性能的影响。
3、掌握常用校正装置及其相位超前、滞后的判断。
4、理解利用伯德图设计校正装置的依据。
5、掌握串联相位超前校正的原理，串联相位超前校正装置的设计。
四、参考书目
[1]《自动控制理论》(第4版)，主编：夏德钤，翁贻方，机械工业出版社
[2]《自动控制原理习题集》，主编：胡寿松，科学出版社
其他注意事项：要求带科学计算器（不能有编程、存储、记忆等与考试无关的其他功能）。
