自动控制理论 教学大纲

1、PAGE PAGE 3 自动控制理论 课程大纲Automatic Control Theory一、课程基本信息总学时：60学时讲课学时：52学时（其中授课47学时，习题课4学时,期中测试1学时）上机学时：4学时实验学时：4学时先修课程：复变函数与积分变换、电路、MATLAB语言及应用二、课程介绍及教学目的、教学要求自动控制理论是具有一般方法论特点的技术基础课，重点在于学习反馈控制系统的基本理论与基本方法，是自动化类专业的一门重要的专业基础课。对于学生深入了解自动控制系统，根据生产实际的要求，分析和设计自动控制系统提供了重要的理论指导。三、本课程与其他有关课程的联系本课程的先修课程为高等数学、大

2、学物理、复变函数与积分变换、线性代数和电路（1）等。学生通过对本课程的学习，将为学习自动控制理论、自动控制系统、计算机控制技术、过程控制与自动化仪表、机器人技术基础、智能控制等其他自动化类专业的后续课程打下坚实的基础。四、课程内容及课时分配（一）课程内容第一章 自动控制理论的一般概念 自动控制理论的发展简史与主要任务自动控制的基本方式典型控制系统举例对控制系统得的要求第二章 控制系统的数学模型 控制系统建模的目的和一般方法；非线性微分方程的线性化；传递函数的概念、定义、性质；典型环节的传递函数；动态结构图及等效变换；信号流图及梅逊公式；控制系统的传递函数基于MATLAB的系统模型转换实现第三章

3、 控制系统的时域分析法 时域分析法的基本原理；典型控制过程及性能指标；一阶、二阶系统的时域分析；高阶系统分析；稳定性的概念及劳斯判据；反馈系统的误差及系统稳态误差的计算；改善系统稳态误差的措施；基于MATLAB的控制系统时域分析第四章 控制系统的根轨迹分析法 根轨迹分析法的基本原理；绘制根轨迹的基本规则；系统闭环零、极点分布与阶跃响应的关系；参数、零度及带有滞后环节的系统根轨迹的绘制；利用根轨迹分析系统的性能；基于MATLAB的控制系统根轨迹分析第五章 控制系统的频域分析法 频域分析法的基本原理；频率特性的概念、定义、指标及其图形表示方法；典型环节的频率特性；系统开环频率特性的绘制；Nyqui

4、st稳定判据系统性能的频域分析闭环频率特性基于MATLAB的控制系统频域分析第六章 控制系统的校正 控制系统校正的基本原理；常用的校正装置及其特性；基于频域法的串联校正基于根轨迹法的串联校正PID校正、反馈校正和复合校正基于MATLAB的控制系统校正第七章 采样控制系统 采样控制系统的基本概念、采样过程和采样定理；采样系统的数学模型及Z变换；脉冲传递函数的定义、特点及其求取方法；采样系统的分析；最少拍采样系统的校正；基于MATLAB的采样控制系统分析（二）课时分配课程内容学时分配第一章 自动控制理论的一般概念2学时第二章 控制系统的数学模型7学时第三章 控制系统的时域分析法7学时习题课一（数学

5、模型与时域分析）2学时第四章 控制系统的根轨迹分析法6学时期中测试1学时第五章 控制系统的频域分析法10学时第六章 控制系统的校正6学时习题课二（根轨迹与频域分析）2学时第七章 采样控制系统9学时五、实验环节内容实验内容如下：（8学时）(可在以下项目中选做34个实验，其中15每个实验2学时，利用MATLAB软件上机完成，第6个实验4学时，在气动伺服实验室完成)： 1、控制系统的时域响应分析2、根轨迹分析3、频域分析4、系统校正设计5、采样控制系统设计与分析6、气动装置控制系统设计六、执行大纲应注意的问题1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。2、抓好实验，重视学生实践能力的培养，要求学生亲自动手进行实验，并认真完成实验指导书上规定的要求。3、大纲内章节的顺序和内容的安排仅供参考，教师可根据情况作适当的变动。七、教材与参考书1、自动控制理论，刘丁主编，北京