自动控制原理教学大纲

自动控制原理教学大纲一、说明1．课程的性质和内容本课程是自动化专业必修的专业基础课，是该专业的学生进行控制系统的分析和设计最基本的理论基础。学习该课程的目的在于培养学生在实际中的分析问题与解决问题的能力，培养学生分析和设计控制系统的能力。该课程为过程控制与仪表、计算机控制技术、自动控制原理（现代部分）及运动控制系统等后继课程打下了必需的理论基础。2.课程的任务和要求通过本课程的学习，要求学生熟悉自动控制的基本概念和控制系统的数学模型；掌握时域分析法、根轨迹法和频域分析法；理解稳定性的有关概念，稳定性判据；掌握线性系统的校正方法；掌握线性离散系统的分析及校正方法；掌握非线性系统的分析方法。3.中应注意的问题（1）基本念、基本理论和基本方法。（2）充分利用现代教学手段，倡导传统与现代结合的教学模式，师生互动，启发诱导，激活思维，鼓励创新。二、学时分配表章讲课内容学时一自动控制的一般概念4二控制系统的数学模型10三线性系统的时域分析法10四线性系统的根轨迹法8五线性系统的频域分析法14六线性系统的校正方法8七线性离散系统的分析与校正10八非线性控制系统分析8总计72实验名称与学时安排表序号实验名称学时分配1典型环节的时域响应实验22典型系统瞬态响应和稳定性分析实验23线性系统的根轨迹分析实验24线性系统的频率响应分析实验25线性系统的校正实验（设计实验）26离散系统的稳定性分析实验27采样控制系统的校正实验28典型非线性环节实验29二阶非线性系统实验2合计18三、课程内容与要求一自动控制的一般概念教学要求1、掌握反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象等基本概念2、能根据控制系统工作原理图绘制方块图教学内容（一）自动控制理论发展概况（二）自动控制的基本概念与方式（三）自动控制系统分类（四）对自动控制系统的基本要求（五）自动控制系统组成和方框图二控制系统的数学模型教学要求1、能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型——微分方程2、会结构图和信号流图的绘制，会由结构图等效变换求传递函数，会由梅森公式求传递函数教学内容（一）建立控制系统的微分方程（二）传递函数的概念和求取（三）结构图和信号流图的绘制（四）由结构图等效变换求传递函数（五）由梅森公式求传递函数三线性系统的时域分析法教学要求1、牢固掌握一阶和二阶系统的数学模型和典型响应2、熟练计算一阶和二阶欠阻尼系统性能指标3、掌握稳定性的定义和劳斯稳定判据4、熟练计算系统的稳态误差；理解主导极点的概念教学内容（一）时域性能指标的定义（二）一阶系统的时间响应及动态性能（三）二阶系统的时间响应及动态性能（四）二阶系统性能改善的方法（五）高阶系统的时间响应及动态性能（六）稳定性的定义和劳斯稳定判据及其应用（七）稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法四线性系统的根轨迹法教学要求1、能依据根轨迹的绘制规则绘制系统的根轨迹2、熟练用根轨迹法分析系统性能教学内容（一）根轨迹的概念（二）根轨迹方程（三）绘制根轨迹的基本法则（四）用根轨迹法分析系统性能五线性系统的频域分析法教学要求1、能概略绘制系统的开环幅相曲线、对数频率特性曲线2、能用频域稳定判据判定闭环系统稳定性；熟练计算稳定裕度；由对数幅频特性曲线确定相应系统传递函数教学内容（一）频域特性的基本概念和图形表示方法（二）典型