《机械工程控制基础》课程教学大纲-版

(完整版)《机械工程控制基础》课程教学大纲-2012版(完整版)《机械工程控制基础》课程教学大纲-2012版《机械工程控制基础》课程教学大纲课程名称:机械工程控制基础英文名称：ControlFundamentalofMechanicalEngineering课程编码:51510502学时/学分：36/2课程性质：必修课适用专业:机械类各专业先修课程:高等数学，理论力学，电工与电子技术,复变函数与积分变换（可选）一、课程的目的与任务一门技术基础课。本课程是在高等数学和工程数学(复变函数与积分变换）相关知识,介绍机械工程类专业的重要理论基础之一——工程控制论。这门学科既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的思想论和方法论，对启迪与发展人们的思维与智力有很大的作用。本课程的基本任务是将自动控制理论应用于机械工程实际,基本要求是在阐明机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的基础上，使学生学会建立和变换系统的数学模型，掌握控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法，并在此基础上具备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。使学生以辩证方法冲破形而上学的思想方法，推动这一领域的生产与学科向前发展。方程求解知识和复变函数的概念，初步掌握积分变换及其逆变换的基本方法.中去。二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：本章首先阐述了机械工程控制基础这门课程的重要意义，然后介绍控制工程的基本思想、基本概念、控制系统的分类和基本要求，使学生了解机械工程控制论的研究对象教学重点和难点：1．系统及其模型反馈和反馈控制系统的基本要求业。1。1控制工程概述1。2系统的分类1.3对控制系统的基本要求1。4控制工程的发展1。5本课程的主要内容和学习方法考核知识点：系统；反馈和反馈控制；系统的分类；对控制系统的基本要求辅助教学活动：无第二章控制系统的数学模型型环节的传递函数，熟练掌握传递函数方框图及其简化，理解相似系统。教学重点和难点：1．传递函数传递函数方框图及其简化相似系统的课堂练习和课外作业。2.1系统的微分方程2。2拉氏变换及拉氏反变换系统的传递函数系统的方框图及其简化相似系统复习与作业要求：结合学习进度，适当安排思考题和练习题,习题量宜适中。辅助教学活动：无第三章控制系统的时域分析统误差分析与计算方法。教学重点和难点：1．时间响应及其组成2．一阶、二阶系统的时间响应分析3、二阶系统响应的性能指标配合适当的课堂练习和课外作业.3。1时间响应及典型输入信号3。2一阶系统的时域分析3。3二阶系统的时域分析高阶系统的时域分析系统误差分析复习与作业要求：结合学习进度安排练习题，习题量可适当加大。辅助教学活动：无第四章控制系统的频域分析统与非最小相位系统的概念,了解频域性能指标.教学重点和难点：1．频率特性的概念2．频率特性的图示方法合适当的课堂练习和课外作业。4。1频率特性概述4.2频率特性的极坐标图4。3频率特性的对数坐标图频域性能指标与时域性能指标间的关系复习与作业要求：结合学习进度，适当安排练习题,习题量宜适中。NyquistBodeBode辅助教学活动：无第五章控制系统的稳定性分析RouthNyquistBode的概念的求法。教学重点和难点：1．系统稳定性的初步概念2．Routh稳定判据3．Nyquist稳定判据4．系统的相对稳定性教学方法与手段：以课堂讲授为主,注意举例和采用启发式教学，配合适当的课堂练习和课外作业。5。1稳定性的初步概念5。2稳定性判据5。3系统的相对稳定性复习与作业要求：结合学习进度，适当安排练习题,习题量适中或较少为宜。考核知识点:稳定的定义和条件;关于稳定性的一些提法；Routh辅助教学活动：无第六章控制系统的校正教学目的和要求：了解系统的性能指标，系统地了解系统校正的各种方法.教学重点和难点：1．系统的性能指标2．系统校正的概念和分类教学方法与手段:以课堂讲授为主，注意实例教学，配合适当的课堂练习和课外作业.6。1系统校正的基本概念6。2系统的串联校正6。3系统的PID6。4系统的并联校正复习与作业要求：结合学习进度，适当安排思考题和练习题,习题量适中或较少为宜.考核知识点:系统的性能指标；系统校正的概念和分类辅助教学活动：无第七章离散控制系统和现代控制理论简介散控制和现代控制理论建立初步的认识，了解离散控制的基本原理和状态空间分析法的基本思想，理解这些理论和方法在计算机控制方面的应用前景,并为以后深入学习现代控制理论奠定基础。教学重点和难点：1．离散控制系统2．现代控制理论简介7。1离散控制系统7。2现代控制理论简介复习与作业要求：可少量安排或不安排课堂练习和课外作业。辅助教学活动:无三、课程教学的特色说明本教学大纲定位于普通大学机械类专业学生在本科学习阶段的要求，不求理论全而深，新知识的原则，力求做到针对性强，适应性强，讲解清晰。674~6251合使用。本课程主要介绍经典控制理论。在介绍了如何建立系统数学模型的基础上，介绍时域分析还可简要介绍离散控制系统和现代控制理论。四、考试大纲考试的目的与作用机械工程控制基础是机械设计制造及其自动化专业的一门技术基础课。学生的考试成绩是对其学习水平评价的重要因素之一。通过复习考试，可以巩固学生对机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的认识和理解。考察学生对建立和变换系统的备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。教师通过考试可以考核学生对所学知识点的掌握程度，找出共性问题；另外，通过考试还可以检查教学效果，为今后进一步提高机械工程控制基础课程的教学质量，促进课程建设提供重要的参考依据。考核内容与考核目标上讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题。主要参考书⑴．机械工程控制基础．田勇，陈大立．电子工业出版社,2011⑵．机械工程控制基础（第五版．杨叔子．华中科技大学出版社，2005。4．课程考试内容与教材的关系体情况参见教学大纲。5．分章节的考核知识点第一章绪论⑴．识记：系统的分类；对控制系统的基本要求⑵．理解：系统;反馈和反馈控制第二章控制系统的数学模型⑴．识记:典型环节的传递函数⑵．理解：拉氏变换及拉氏反变换；传递函数;相似系统第三章控制系统的时域分析⑴．识记：时间响应及其组成;高阶系统的时域分析⑵．理解：一阶、二阶系统的单位脉冲、单位阶跃响应⑶．应用：一阶、二阶系统响应的性能指标第四章控制系统的频域分析⑴．识记：典型环节的Nyquist图；典型环节的Bode图；⑵．理解：频率响应与频率特性;频率特性的求法Bode第五章控制系统的稳定性⑴．识记:稳定性的初步概念；相对稳定性⑵．理解：稳定的定义和条件⑶．应用：稳定性判据第六章控制系统的校正第七章离散控制系统和现代控制理论简介⑴．识记：离散控制系统的基本概念；现代控制理论的基本概念6．题目类型与考核方式证明题等,也可采用其它题型。考核方法建议采用闭卷考试，也可采用开卷考试.7．成绩评定办法一般考试试卷成绩占80％，平时成绩占20%。平时成绩一般依据课堂出勤、提问、作业及平时表现等进行评定，所占比例也可根据实际情况适当修改。教学时数课程内容教学时数课程内容第一章绪论学时分配表教学环节讲实习其小题课验课它计33第二章控制系统的数学模型516第三章控制系统的时域分析617第四章控制系统的频域分析617第五章控制系统的稳定性617第六章控制系统的校正22第七章理论简