自动控制原理课程教学大纲

自动控制原理课程教学大纲课程编号：09231310课程名称：自动控制原理/AutomaticControlTheory学时：48学时学分：3.0适用专业：电子信息工程开课学期：5开课部门：物理科学与工程技术学院先修课程：高等数学、线性代数、电路原理、模拟电路等考核要求：考试使用教材及主要参考书：刘丁主编，《自动控制理论》，机械工业出版社,2008胡寿松主编，《自动控制原理》（第4版），国防工业出版社,2008邹伯敏主编,《自动控制理论》（第3版）,机械工业出版社.2009一、课程的性质和任务本课程是电子信息工程、电子信息科学与技术专业的一门重要的技术基础课，也是该专业的主干必修课之一。本课程研究典控制理论的线性定常系统理论(自动控制理论的基本概念与数学模型，时域分析法，根轨迹法和频率响应法等)，非线性控制理论基础和采样控制系统理论等。二、教学目的与要求通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析、设计自动控制系统的基本理论和基本方法，锻炼和培养分析、综合以及解决实际问题的能力，为相关后续课程奠定坚实的基础。三、学时分配章节课程内容学时1自动控制理论的一般概念22控制系统的数学模型63控制系统的时域分析法64根轨迹法65频率法96控制系统的校正67非线性系统的分析5四、教学中应注意的问题1、在教学中注重基础知识和基本概念，要讲深讲透，采用多媒体现代教学手段，以提高课时效率和增强课堂效果。2、教学中应注重培养学生的素质和创新能力。3、教师可根据大纲内容的要求安排部分内容让学生自学。五、教学内容第一章自动控制理论的一般概念1．基本内容：第一节自动控制发展简史与主要任务第二节自动控制的基本方式第三节典型控制系统举例第四节对于自动控制系统的要求2．教学基本要求：要求学生了解自动控制的基本方式，自动控制系统的要求及发展趋势。3．教学重点难点：本章重点是自动控制系统的要求。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解基本概念。第二章控制系统的数学模型1.基本内容：第一节列写系数微分方程式的一般方法第二节非线性数学模型的线性化第三节传递函数第四节典型环节的传递函数第五节框图和系统的传递函数第六节动态结构图及等效变换第七节信号流图及梅森公式2.教学基本要求：要求学生熟悉建立数学模型的一般方法，掌握传递函数，动态结构图及等效变换。3.教学重点难点：本章重点是典型环节的传递函数，动态结构图及等效变换，信号流图及梅森公式。难点是如何求取控制系统的传递函数。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解传递函数，动态结构图及等效变换。第三章控制系统的时域分析法1.基本内容：第一节典型输入信号与时域性能指标第二节一阶系统分析第三节二阶系统分析第四节高阶系统分析第五节稳定性与代数判据第六节稳态误差分析2.教学基本要求：要求学生熟悉了解典型输入信号与时域性能指标，一阶系统﹑二阶系统分析，稳定性与代数判据。掌握稳态误差分析。3．教学重点难点：本章重点是典型输入信号与时域性能指标，代数判据。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解典型输入信号与时域性能指标，代数判据，稳态误差分析。第四章根轨迹法1.基本内容：第一节根轨迹与根轨迹方程第二节绘制根轨迹的基本法则第三节系统闭环零、极点分布与阶跃响应的关系第四节系统阶跃响应的根轨迹分析第五节根轨迹的一些重要特点第六节参数根轨迹与多回路根轨迹第七节零度根轨迹与非最小相位根轨迹2.教学基本要求：要求学生熟悉了解根轨迹与根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则，掌握根轨迹分析及根轨迹的一些重要特点。3．教学重点难点：本章重点难点是绘制根轨迹的基本法则，系统阶跃响应的根轨迹分析。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解绘制根轨迹的基本法则及系统阶跃响应的根轨迹分析。第五章频率法1.基本内容：第一节频率特性的概念第二节典型环节的频率特性第三节开环系统对数频率特性图的绘制第四节控制系统的频域稳定判据第五节稳定裕度第六节开环频率特性与闭环系统性能的关系第七节闭环频率特性2.教学基本要求：要求学生熟悉了解掌握频率特性的概念，典型环节的频率特性，频域稳定判据，对数频率特性图的绘制。3．教学重点难点：本章重点难点是典型环节的频率特性，频域稳定判据，对数频率特性图的绘制。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解典型环节的频率特性，频域稳定判据。第六章控制系统的校正1.基本内容：第一节引言第二节基于频率法的串联校正第三节基于根轨迹法的串联校正第四节PID校正控制第五节反馈校正第六节复合校正2.教学基本要求：要求学生熟悉了解掌握频率法的串联校正，根轨迹法的串联校正。3．教学重点难点：本章重点难点是频率法根轨迹法的串联校正。4．教学建议：采用多媒体教学，重点讲解串联校正。第七章非线性系统的分析1.基本内容：第一节非线性特性对系统的影响第二节描述函数法第三节典型非线性环节的描述函数第四节用描述函数法研究非线性系统第五节非线