《自动控制原理》教学大纲

《自动控制原理》教学大纲一、课程的性质、地位与任务法等。质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。二、教学基本要求了解自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。NyquistBode图的画法和奈氏判据，三、教学学时分配表章章教学内容4教学方法或手段讲授法和讨论备注一自动控制系统的基本知识二控制系统的数学模型8讲授法、演示、讨论三控制系统的时域分析8讲授法和多媒体四控制系统的频域分析8讲授法和演示五控制系统的校正与设计简单控制系统的分析与设计举例MATLAB的认识MATLAB的运算与绘图4讲授法和多媒体六4讲授法、多媒体、讨论实训一实训二22讲授、演示、实操讲授、演示、实操实训三实训三实训四用MATLAB解决时域分析的问题用MATLAB解决频率分析问题4讲授、演示、实操4讲授、演示、实操总计 48四、教学内容与学时安排第一章自动控制系统的基本知识……4学时基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。原理方块图及判别控制方式的方法。图的方法；自动控制系统实例。第一节自动控制的一般概念一、自动控制技术第二节自动控制系统的组成二、开环控制与闭环控制三、自动控制系统举例第三节自动控制系统的类型二、线性系统与非线性系统第四节对控制系统性能的要求一、控制系统的稳态、动态与过度过程二、对控制系统性能的要求及技术指标第二章控制系统的数学模型……8学时化方法；理解自动控制系统的建模方法和步骤；掌握拉氏变换解微分方程。掌握传递函数及动态结构图、传递函数基本方法和结构图的变换。重点和难点：典型环节及其传递函数；拉氏变换，传递函数的化简。第一节微分方程第二节拉普拉斯变换与反变换二、拉普拉斯反变换第三节传递函数一、传递函数定义与求取二、传递函数的性质第四节动态结构图一、动态结构图的组成与绘制二、动态结构图的等效变化与化简第五节反馈控制系统的重要传递函数第六节MATLAB基础知识及其在结构图绘制与部分分式再开中的应第三章控制系统的时域分析 ……8学时能指标、稳态误差。重点和难点：一、二阶系统的时间响应；稳态误差的分析和计算第一节线性定常系统的时域响应第二节线性定常数的稳定性分析一、稳定性的基本概念二、线性系统稳定的充要条件第三节线性系统的稳态误差一、稳态误差的计算二、稳态误差与系统结构参数及输入量的关系三、提高系统稳态精度的方法第四节一阶系统的时域分析一、一阶系统的数学模型二、一阶系统的响应一、二阶系统的数学模型三、二阶系统性能的改善第六节应用MATLAB进行系统时域分析第四章控制系统的频域分析……8学时环、开环频率特性与阶跃响应的关系，稳定性的判别及裕度的计算。掌握稳定判据、频率特性和时域响应的关系。重点和难点：频率特性的概念；典型环节频率特性；开环频率特性Nyquist图和Bode图的绘制；奈氏稳定性判据。第一节控制系统频率特性的概念一、控制系统频率特性概述二、频率特性的表示方法三、频域性能指标四、典型环节的频率特性第二节系统的开环频率特性曲线绘制一、系统开环幅相频率特性曲线的画法二、系统开环对数频率特性曲线的绘制第三节频域的稳定性判据一、奈氏稳定性判据二、对数频率稳定判据三、控制系统的稳定量第四节闭环系统性能与开环频率特性关系一、频率特性与系统性能的关系第五章 控制系统的校正与设计 ……4学时串级控制系统。要求学生掌握基本概念，学会相关的设计。重点和难点：控制装置的选择；串联控制系统的设计。第一节控制系统的预期数学模型一、典型系统二、两种预期数学模型的比较第二节控制系统的校正一、调节器二、控制系统的工程校正方法第六章简单控制系统的分析与设计举例 ……6学时本章教学目的和要求：通过单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统两个实控制理论的分析方法以及工程设计方法有一个系统认识。程设计。第一节单闭环无静差直流调速系统的性能分析一、系统数学模型的建立二、系统动态性能和稳态性能分析一、双闭环直流调速系统及其数学模型五、上机内容与学时分配实训一 MATLAB的认识 （2学时）MATLAB操作指令和操作键掌握要点：编程软件的安装，MATLAB，MATLAB简单运算实训内容MATLAB按步骤安装软件和汉化软件通信参数的设置编程软件的使用选择默认的编程语言和指令助记符确定程序的结构，指令的输入，定义符号地址程序的注释，编译程序下载程序，运行和调试程序，保存程序实训二 MATLAB的运算与绘图 （2学时MATLAB掌握要点：编程软件的安装，函数的运算，M，MATLAB实训内容MATLAB菜单的使用；绘图工具的使用绘图的注释实训三 用MATLAB解决时域分析的问题 （4学时1.目的要求：掌握MATLAB常用的操作指令和操作键掌握要点：MATLAB，MATLAB二阶系统性能指标的计算实训内容MATLAB通信参数的设置编程软件的使用绘图工具的使用根据图列出性能指标数据表格实训四 用MATLAB解决频率