自动控制理论 课程考试大纲

自动控制理论课程考试大纲（AutomaticControlTheory）课程基本信息课程编号：04021505h课程学时：56课程学分：3.5一、课程的性质和地位《自动控制理论》是河南农业大学机电工程学院开设的一门电子信息类专业技术基础课，是面向电子信息类专业高年级本科生的一门专业核心课，为培养电子信息工程领域高质量的专门人才服务。本课程的任务是介绍自动控制的一般原理，使学生掌握自动控制的基本思想和基本方法。二、理论教学部分的考核目标第一章绪论（一）学习目标通过本章的学习，要求能够描述一个实际控制系统的工作原理，识别控制系统的被控对象、输入量、输出量、反馈量和扰动量；能够识别系统的控制方式，并说明其特点；能够识别系统的特征：线性、非线性，时变、时不变，连续、离散，单输入单输出、多输入多输出，恒值、随动等；明确控制系统性能的基本要求。1.一般了解：控制系统模型、控制系统的组成和作用2.一般掌握：控制系统性能的基本方式3.熟练掌握：控制系统性能的基本要求（二）考核内容控制系统的基本要求；反馈控制的特点，控制的基本方式（三）考核要求1.识记：控制的基本概念2.领会：反馈控制的本质3.应用：描述一个实际控制系统的工作原理，识别控制系统的被控对象、输入量、输出量、反馈量和扰动量 4.评价：线上学习、测试、讨论、作业第二章控制系统数学模型（一）学习目标通过本章的学习，使学能够对简单的电路系统、机械系统等列写系统的微分方程；能够解释传递函数的定义、明确传递函数的性质和适用范围；能够熟练写出各典型基本环节的传递函数；能够根据系统结构图的等效变换求解系统的传递函数；能够利用信号流图和梅森公式求解系统的传递函数。1.一般了解：数学模型概念2.一般掌握：数学模型的建立3.熟练掌握：结构图变换，信号流图变换（二）考核内容数学模型间的相互转换结构图化简（三）考核要求1.识记：传递函数定义、性质、特点2.应用：数学模型间的相互转换结构图化简3.评价：线上学习、测试、讨论、作业第三章

控制系统时域分析（一）学习目标通过本章的学习，使学生能够分析一阶系统在典型输入信号作用下的输出响应，并通过一阶系统的单位阶跃响应分析计算其性能指标；明确不同阻尼比时二阶系统的闭环极点的位置和其单位阶跃响应，并计算欠阻尼时系统的动态性能指标和结构参数；明确线性系统稳定的充要条件，并熟练利用劳斯判据判断系统的稳定性；能够利用静态误差系数法、拉普拉斯变换的终值定理分析、讨论计算和减小或消除稳态误差的方法。1.一般了解：时域响应的概念；2.一般掌握：主导极点的概念，时域性能指标3.熟练掌握：一阶和二阶系统的时域分析方法，劳斯判据，静态误差的计算（二）考核内容一阶和二阶系统的时域性能指标的计算，稳定性的判断方法（劳斯判据的应用），稳态误差的计算等。（三）考核要求1.识记：时域性能指标定义2.领会：稳定和渐进稳定3.应用：劳斯判据、静态误差系数法计算误差，消除稳态误差的原理及方法。4.评价：线上学习、测试、讨论、作业第四章

控制系统根轨迹（一）学习目标通过本章的学习，使学生能够熟练掌握并灵活利用根轨迹方程的幅值条件和相角条件；熟练利用根轨迹绘制的基本规则绘制一般根轨迹、参数根轨迹和零度根轨迹；能够利用根轨迹方程以及闭环主导极点分析系统的动态性能和稳定性。1.一般掌握：根轨迹方程的幅值条件和相角条件，绘制根轨迹的基本规则。2.熟练掌握：绘制根轨迹，利用根轨迹分析系统性能（二）考核内容绘制各类型根轨迹，利用根轨迹分析系统性能。（三）考核要求1.识记：根轨迹的概念，绘制规则等。2.领会：相角条件3.综合应用：利用根轨迹分析系统性能。4.评价：线上学习、测试、讨论、作业第五章

控制系统频域分析方法（一）学习目标通过本章学习，使学生能够熟练画出典型环节的奈氏图和Bode图；能够利用三点法和分段叠加法绘制控制系统的开环奈氏图和开环Bode图；能够根据系统的频率特性确定系统传递函数；能够利用奈氏稳定判据判断系统的稳定性；能够分析并计算系统的稳定裕量；能够分析闭环频率特性和系统动态性能之间的关系。1.一般了解：频率特性基本概念；2.一般掌握：频率特性图示方法；3.熟练掌握：开环系统伯德图的绘制，奈氏判据的应用。（二）考核内容同名端、互感电压、理想变压器的特性、含理想变压器电路的分析（三）考核要求1.识记：频率特性的定义，奈氏判据。2.领会：闭环频率特性和系统动态性能之间的关系。3.应用：根据系统的频率特性确定系统传递函数；奈氏稳定判据4.评价：线上学习、测试、讨论、作业第六章

一控制系统的校正（一）学习目标通过本章的学习，使学生了解各种校正方法的特点和设计原则；针对控制系统具体特征、稳态和动态性能要求能够选择和设计合适的校正方案；理解PID控制器的实现形式和各参数调节原则。1.一般了解：各种校正方法的特点2.一般掌握：串联校正、PID校正3.熟练掌握：串联校正（二）考核内容控制系统校正方法（三）考核要求1.领会：各种串联校正的特点、作用、局限性3.应用：串联校正设计步骤4.综合：利用各种设计手段改善控制系统性能5.评价：线上学习、测试、讨论、作业三、实验、实习教学部分的考核要求1.实验操作：试验仿真模型正确，会使用各种方法分析试验数据。2.实验报告：格式正确，能从理论分析实验结果四、考核方式课程考核由平时成绩与期末成绩相结合的方式进行。1、平时成绩占40%，主要包括：课堂表现占5%、作业测验占25%，实验占10%。2、期末成绩占60%，考试采用闭卷笔试方式。考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型以判断题、选择题、填空题、计算题为主。3、理论部分分为平时的作业、章节测试、课堂讨论互动等过程考核以及期中、期末笔试；实践部分包括实验操作过程和实验报告。五、成绩评定1.平时成绩平时成绩包含作业、课堂表现和实验，平时成绩占综合成绩的40%；其中实验成绩占10%，作业成绩占25%，课堂表现占5%。2.期末成绩期末采用闭卷考试，成绩占综合成绩的60%。综合成绩综合成绩=实验成绩×10%+作业成绩×25%+课堂表现×5%+期末成绩×60%六、考核