自动控制原理(孟华)教学大纲

1、自动控制原理教学大纲（学分 4 ，学时 64 ）一、课程的性质与任务本课程是自动化专业的专业基础课之一。本课程的任务是使学生掌握反馈控制系统的构成、控制系统数学模型的建立方法及系统时域、频域分析和校正方法；学习掌握非线性系统和离散控制系统的分析方法。二、课程内容、基本要求与学时分配（一）自动控制的基本概念 2学时1 了解反馈控制系统的基本工作原理。2 了解系统的基本控制方式及控制系统的分类方法。3 了解对控制系统的基本要求。（二）系统的数学模型 8学时1 掌握数学模型的建立方法。2 会进行非线性微分方程的线性化。3 掌握传递函数的基本概念，会求典型环节及自动控制系统的传递函数。4 熟练掌握动态

2、结构图及其等效变换。（三）系统分析 8学时1 熟练掌握一阶、二阶系统的单位阶跃响应。2 了解高阶系统的瞬态响应。3 熟练掌握劳斯赫尔维茨判据。4 掌握稳态误差分析方法。（四）根轨迹法 8学时1 掌握根轨迹的基本概念。2 熟练掌握根轨迹的绘制方法。3 掌握参变量根轨迹的绘制方法。4 掌握开环零、极点对根轨迹的影响。5 了解闭环零、极点分布对系统性能指标的影响。（五）频率响应法 12学时1 掌握频率特性的基本概念。2 熟练掌握系统开环频率特性的绘制方法。3 熟练掌握奈魁斯特稳定判据。4 了解控制系统的相对稳定性。5 了解系统的闭环频率特性。6 了解频率特性与瞬态响应。（六）控制系统的校正 6学时1

3、 了解校正装置及其特性。2 掌握串联校正装置的设计方法及其参数的确定。3 了解反馈校正的原理及其特点。（七）离散控制系统 10学时1 了解采样过程和采样定理。2 掌握Z变换与Z反变换。3 掌握离散控制系统的数学描述方法。4 掌握离散控制系统的分析方法。（八）非线性控制系统 10学时1掌握线性与非线性控制系统相平面图的绘制方法。2掌握非线性系统的相平面图的分析方法。3会求非线性系统的描述函数。4会用描述函数分析非线性系统。三、课程的其它教学环节（详见实验教学大纲）实验内容与基本要求：（一） 典型环节的模拟及其二阶系统的阶跃响应特性。观察典型环节阶跃响应曲线，定性了解参数变化对典型环节动态特性的影

4、响；学习二阶系统对阶跃输入信号动态响应特性的测试方法；了解系统参数对阶跃响应特性的影响。（二）根轨迹法的CAD分析会利用计算机辅助教学软件绘制给定系统的根轨迹图；了解开环零、极点变化对根轨迹的影响；掌握用根轨迹分析控制系统性能的方法。（三）频率特性的CAD分析会利用计算机辅助教学软件绘制给定系统的开环对数坐标图和极坐标图；会用奈魁斯特稳定判据分析闭环系统的稳定性；会对给定系统加入串联校正环节，分析校正后系统性能有哪些变化。（四）控制系统的数学仿真掌握线性系统仿真程序的输入方法；了解仿真步长对仿真结果的影响。四、说明本课程的先修课程为电路、复变函数、积分变换与场论五、课程使用的教材和主要参考书使 用 教 材：自动控制原理孟华 主编 机械工业出版社主要参考书： 1自动控制原理胡寿松 编 国防工业出版社2自动控制原理李友善 编 国防工业出版社3自动控制原理自动控制原理 孙德宝，王金