自动控制理论B教学大纲2003
自动控制理论课程设计大纲和指导书
《自动控制理论》课程设计教学大纲总学时：1周适应专业：自动化、电气工程及其自动化开课系：自动化执笔人：一、课程设计的目的和基本要求通过学习系统设计及校正的基本方法，使学生对《自动控制理论》课程的内容有一个全面的系统的认识，并运用综合知识完成对实际系统的设计，使系统性能指标达到设计要求。
课程设计的基本要求是：1、巩固和加深对系统的理解，提高综合运用本课程及相关课程所学知识的能力。
2、培养学生选用参考书，查阅手册及文献资料的能力。
培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。
3、通过实际系统的分析设计与调试，掌握系统设计及校正的基本方法。
4、能够按要求编写课程设计报告书，能正确阐述和分析设计结果。
5、通过课程设计，培养学生严谨的科学态度，严肃认真的工作作风和团队协作精神。
6、学习MATLAB编程语言，熟悉simulink软件包。
二、课程设计的主要内容根据具体情况和要求可在下列内容中选择1－2项1、利用频域法进行设计。
2、利用根轨迹法进行设计。
3、利用状态空间法设计。
三、课程设计的考核办法与评分方法课程设计平时考核与课程设计报告书相结合进行考核，其中课程设计报告占50％，上机操作30%，平时考核占20％。
《自动控制理论》课程设计指导书（自动化系）位置随动系统串联校正2009年12月摘要随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的，主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，导弹制导、火炮瞄准等。
在现代计算机集成制造系统（CIMC）、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用。
位置随动系统要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性为位置随动系统的主要特征。
本次课程设计以位置随动系统为例，研究控制系统的串联校正方法，并对位置随动系统校正前后的性能进行分析。
关键词：随动系统串联校正相角裕度幅值裕度超调量调节时间目录1 位置随动系统 (1)1.1 位置随动系统工作原理 (1)1.2 各部分传递函数 (1)1.3 位置随动系统结构 (4)1.4系统MATLAB建模 (4)1.5校正前系统仿真 (5)2 系统校正 (7)2.1 校正网络设计 (7)2.2 校正后系统仿真 (8)3 校正前后性能比较 (10)3.1 频域分析 (10)3.2 时域分析 (10)4 总结及体会 (12)参考文献 (13)1 位置随动系统1.1 位置随动系统工作原理位置随动系统通常由测量元件、放大元件、伺服电动机、测速发电机、齿轮系及绳轮等组成，采用负反馈控制原理工作，其原理图如图1所示。
《自动控制理论》教学大纲
《自动控制理论》课程教学大纲课程名称：自动控制理论课程编码：学时：72 学分：4开课学期：4课程类别：学科平台课程课程性质：必修适用专业：自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器先修课程：高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、电路、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动一、课程的性质、目的与任务该课程是自动化专业、测控技术与仪器专业和电气工程及其自动化专业的主要专业基础课，在技术基础课和专业课之间发挥承上启下的桥梁纽带作用，其目的是为后续专业课程奠定自动控制方面的理论基础，其任务主要是学习自动控制的基本概念和控制系统的建模方法，掌握控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及校正设计方法、线性离散系统分析方法等内容。
二、教学内容及基本要求第一章自动控制的一般概念教学目的和要求：掌握自动控制的一些基本概念和反馈控制的基本原理。
教学难点和重点：反馈控制的基本原理。
教学方法和手段：课堂讲授；课件演示。
第一节自动控制的基本原理和方式 1 学时第二节自动控制系统的分类0.5 学时第三节对自动控制系统的基本要求0.5 学时复习与作业要求：掌握考核知识点。
考核知识点：自动控制和自动控制系统的概念；反馈控制系统的基本组成结构；负反馈控制的基本原理；自动控制的基本方式；自动控制系统的基本类别；对自动控制系统的性能要求。
第二章控制系统的数学模型教学目的和要求：充分理解数学模型的概念，重点掌握微分方程和传递函数的求取方法、动态结构图和信号流图的绘制方法；学会动态结构图的等效变换方法和梅逊公式的应用方法。
教学重点和难点：动态结构图的等效变换和梅逊公式教学方法与手段：课堂讲授；课件演示；实验；习题课。
第一节拉普拉斯变换（选讲）第二节控制系统的时域数学模型2学时第三节控制系统的复域数学模型2学时第四节控制系统的结构图和信号流图4学时复习与作业要求：掌握考核知识点，通过习题熟练掌握传递函数的求取、结构图和信号流图的绘制、梅逊公式的应用方法。
《自动控制原理》课程教学大纲
《自动控制原理》教学大纲课程名称：《自动控制原理》课程编号：课程学时：60学时课程学分： 4开设年级：大二第二学期教研室：电气教研室负责人：xxx目录第一部分：说明 (1)第二部分：《自动控制原理》的基本内容 (1)第三部分：附录 (6)《自动控制原理》教学大纲第一部分说明本课程是自动化、轨道交通、电气工程及其自动化的专业基础课，是该专业学生必修的重要专业理论课程。
主要讲授：自动控制的基本概念，控制系统的数学模型，时域分析法，根轨迹法，线性系统的频率响应法，控制系统的校正，非线性系统，离散控制系统。
第二部分《自动控制原理》的基本内容第一章自动控制的基本概念【教学目标】了解基础知识。
【教学重难点】明确控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念(被控对象，被控量，给定量，干扰量等)。
侧重讲述开环控制和闭环控制的基本原理和特点，闭环（反馈）控制是本章的重要概念。
通过示例，建立起系统的基本概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。
正确理解对控制系统稳、准、快的要求。
【教学方法】课堂讲授【教学时数】4课时【教学内容】1．1 引言1．2 自动控制的基本知识1．3 自动控制系统的基本控制方式1．4 自动控制系统的分类及基本组成1．5 对控制系统的要求和分析设计1．6自动控制理论的发展概况【考核目标】每章布置作业，作业量1-2小时，主要针对通过示例，建立起系统的基本概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。
第二章控制系统的数学模型【教学目标】熟练掌握传递函数的概念、定义、性质及局限性。
【教学重难点】熟练掌握用拉氏变换方法求解线性常微分方程的方法；熟练掌握利用结构图等效变换和梅逊公式求系统传递函数的方法。
【教学方法】课堂讲授+实验【教学时数】8课时【教学内容】2．1 引言2．2 系统微分方程的建立2．3 非线性数学模型线性化2．4 线性系统的传递函数2．6 典型环节及其传递函数2．7 系统的结构图2．8 信号流图及梅逊公式【考核目标】每章布置作业，作业量2-4小时，主要针对结构图的等效变换、梅逊公式。
《自动控制原理》教学大纲
自动控制原理》教学大纲大纲说明课程代码：3325072总学时：48学时（讲课48 学时，实验0学时）总学分：3 学分课程类别：学科基础课程，必修适用专业：建筑环境与设备工程预修要求：高等数学、工程数学、电工技术一、课程的性质、目的、任务：（一）课程性质：学科基础课程，必修。
（二）目的与任务：通过本课程的学习，培养学生具有分析、综合电气自动化、仪表自动化及工业自动化控制设备中自控系统的能力。
二、课程教学的基本要求：通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理和基本分析方法，并能应用基本原理对典型的控制系统进行分析与综合。
三、教学方法和教学手段的建议：采用以教师讲授为主，并结合现代教学手段如多媒体教室等。
四、课程习题要求：习题的基本要求是：巩固和深入理解所学过的基本概念、基本理论，提高计算技能和作图能力。
运用所学得的知识分析和计算典型及实际的控制系统问题，培养学生分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学作风。
习题可包括思考题和计算题，课外习题和课内习题。
五、大纲的使用说明：本大纲适用于本科学校建筑环境与设备工程专业，因本课程涉及《高等数学》、《工程数学》、《电工原理》、《电子技术》、《电机学》、《半导体变流技术》等多门基础课的知识，故适宜在二年级下开设，在讲授时，要注意联系和复习。
讲授內容可按学时作适当增删。
大纲正文第一章控制系统的基本概念学时）学时：2 学时（讲课2 学时，实验0 本章讲授要点：控制系统的工作原理、组成、基本要求、基本类型。
重点：控制系统的工作原理、基本要求。
难点：控制系统的工作原理。
第一节控制系统的工作原理及其组成1、工作原理2、开环控制和闭环控制3、闭环控制系统的组成 第二节 控制系统的基本类型 1、按输入量的特征分类2、按系统中传递信号的性质分类 第三节 对控制系统的基本要求 第四节 控制工程发展概况 习题： 1；2； 3第二章 数学模型学时：8 学时（讲课 8 学时，实验 0 学时）本章讲授要点： 突出强调参数模型的必要性以及参数模型的基本要素及其表达，掌握 传递函数、结构图和它们的变换关系。
《自动控制原理》教学大纲
《自动控制原理》教学大纲预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制《自动控制原理》课程教学大纲学时：40适用专业：机械设计及其自动化及其相关专业一、课程的性质与任务课程性质：本课程是机械专业的专业理论课程。
课程任务：详细讲解采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，要求能初步具体应用；简单介绍根轨迹分析方法，非线性系统分析方法和采样控制系统的基本分析方法，使学生初步了解；探讨频率特性法设计控制系统的基本思路。
前导课程：《复变函数与积分变换》、《电路理论》、《模拟电子技术》、《数字电子》、《电机拖动基础》后续课程：《机电传动》、《现代控制理论》二、教学内容及其基本要求教学基本内容：自动控制理论课程是具有一般方法论特点的技术基础课，重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法，而应用其理论及方法去分析和设计控制系统则是后续课程如自动控制系统、计算机控制技术等的任务。
但是自动控制理论又是直接为解决实际控制系统提供理论和方法的课程，因此，必须适当地结合实际，要用实践的观点对待控制理论。
自动控制理论主要讨论反馈控制系统的基本原理与基本方法，在初步建立控制系统数学模型的基础上，分别应用时域法、根轨迹法和频率特性法等不同的方法，分析控制系统的一般性能，如稳定性（稳）、稳态误差（准）、动态特性（快）、稳定裕度等，并介绍控制系统设计和应用的初步知识，同时讨论非线性系统和采样控制系统的一般基础。
教学基本要求：熟练掌握采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，并能具体应用；了解根轨迹分析方法，了解非线性系统分析方法的特殊性；掌握采样控制系统的基本分析方法，掌握频率特性法设计系统的基本思路。
三、教学条件1．场地条件：多媒体教室、实训教室；2．设备要求：各主要汽车电控与电器系统实物、实车、拆装工作台、拆装设备、汽车专用万用表、汽车专用示波器等。
四、教学内容及学时安排本课程总学时为40。
《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、地位与任务本课程是电力系统自动化技术专业的基础课程。
通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。
本课程系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。
通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，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。
理解典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法，以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。
熟悉暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步了解高阶系统分析方法、主导极点的概念，能利用根轨迹对系统性能进行分析，熟悉偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。
频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据，了解绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。
基本校正方式和反馈校正的作用，掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法。
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学时本章教学目的和要求：掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的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。
《自动控制原理》课程教学大纲
《自动控制原理》课程教学大纲(一)课程教学目标自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。
通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，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)课程的目的与任务通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。
学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。
(三)理论教学的基本要求1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。
2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。
3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念。
4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析，初步掌握偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。
5、熟练掌握频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据。
6、熟练掌握校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用，初步掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法，了解以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。
(四)教学学时分配数章次各章名称总学时学时分配讲课实验上机课外小计一自动控制的一般概念22二自动控制系统的数学模型1212三时域分析法1414四根轨迹法1010五频率域方法1212六控制系统的校正1010七非线性系统分析1010八系统采样理论66总计7676(五)主要教学方法与媒体要求传统教学与多媒体教学相结合；matlab数学应用软件与相应的自动控制实验装置。
《自动控制原理课程设计》教学大纲
自动控制原理课程设计教学大纲1. 引言自动控制原理课程设计是自动控制原理课程的重要组成部分，通过课程设计，能够帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生对自动控制原理的理解和运用能力。
2. 课程设计目的自动控制原理课程设计的目的是培养学生分析和解决实际工程问题的能力，以及运用自动控制原理知识进行系统设计和建模的能力。
通过课程设计，学生应能够熟练运用自动控制原理的基本理论知识，了解控制系统的设计方法，并能够独立完成控制系统的设计与调试。
3. 课程设计内容（1）理论学习：包括PID控制器的原理、校正与调节，控制系统的稳定性分析和设计，频域分析与设计，以及状态空间分析与设计等内容。
（2）实际应用：通过案例分析，让学生了解自动控制在现实生活中的应用，如温度控制系统、液位控制系统等。
（3）仿真实验：利用仿真软件进行控制系统设计与仿真实验，加深学生对理论知识的理解，以及对控制系统实际应用的认识。
4. 课程设计要求（1）掌握理论知识：学生应在课程设计中深入理解自动控制原理的基本理论知识，包括控制系统的稳定性分析、频域分析与设计等。
（2）熟练运用软件：学生应能够熟练运用MATLAB等仿真软件进行控制系统的设计与仿真实验。
（3）独立完成设计：学生应能够独立完成一个控制系统的设计与调试，并能够对系统性能进行评估和优化。
5. 总结回顾自动控制原理课程设计是一门理论与实践相结合的课程，通过课程设计，学生能够深入理解自动控制原理的基本理论知识，熟练运用相关仿真软件进行控制系统的设计与仿真实验，提高学生的工程实践能力和创新意识。
在今后的工程实践中，学生能够将所学知识与技能有效地运用于相关领域，为自动控制领域的发展做出贡献。
6. 个人观点与理解作为自动控制原理课程设计的教学大纲撰写者，我深感自动控制原理课程设计的重要性。
通过课程设计，学生能够更直观地理解自动控制原理的应用，提高自己的实践能力和创新意识。
希望学生能够在课程设计中认真学习，积极思考，不断完善自己的设计方案，提升自己的工程实践能力。
自动控制理论课程教学大纲概要
《自动控制理论》课程教学大纲一、课程性质、目的和要求本课程是一门理论性很强、但应用范围很广的专业基础课。
它的重点在于学习自动控制系统的分析和系统综合设计的方法。
主要研究对象是线性定常单变量控制系统的基本理论和方法，介绍了经典控制理论的时域分析方法、频率特性法、根轨迹法，并对系统分析与设计作了充分的介绍。
为轮机管理专业、船电专业学生学好后续专业课《主机遥控》、《轮机自动化》奠定基础。
主要目的：培养学生1．掌握经典控制论中，线性定常连续、单输入单输出闭环控制系统的工作原理、分析和综合，掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，使其具有分析和设计自动控制系统的初步能力，使学生对系统的认识上升到更高的层次。
2．了解控制系统中常用的检测装置，常用执行机构的工作原理，数学模型的建立过程，以及自控原理、经典控制论在当今的发展状况。
3．了解并掌握对系统的仿真，其中包括模拟仿真和数字仿真，使学生建立起仿真的概念，并灵活应用于解决实际问题，掌握用模拟和数字仿真方法来进行原理实验，获得仿真实验技能的基本训练。
二、课时分配本课程教学总时数为80学时，具体课时分配见课时分配表三、课程内容第一章：自动控制的一般概念主要内容：要求建立必要的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。
现场教学一：熟悉MATLAB软件操作系统第二章：控制系统的数学模型主要内容：对系统的讨论从定性到定量，建立起系统中各组成部分的数学模型：传递函数，并掌握自控原理中定量数学模型的表示法以及求一个自控系统的传递函数，并对非本质非线性的系统怎样进行线性化有一定的了解。
重点：准确掌握传递函数的概念，以及系统中开环传函和闭环传函的概念；怎样由一个系统的方框图求系统的闭环传递函数。
第三章：线性系统的时域分析法主要内容：了解对于线性定常连续系统的在时域上的分析的一般过程，典型输入信号的拉氏变换。
一阶系统的过渡过程，掌握二阶系统的过渡过程和高阶系统的过渡过程，控制系统的稳定性分析，以及控制系统稳态误差的计算方法。
《自动控制原理B(双语)》课程简介和教学大纲.doc
自动控制原理（B）课程简介课程编号：15J8047课程名称：（中文）自动控制原理（B）（英文）Introduction to Automatic Control学分/学时：42学时，实验6学时开课学期：秋季先修课程：高等数学、工程数学、大学物理内容简介：（500字以内）《自动控制原理》属于技术科学，是为专业课学习和参加控制工程实践而设置的，研究的对象是自动控制系统，研究的中心问题是控制系统在控制过程中的性能，学科的基本内容分为数学模型、工程分析计算方法和系统一般规律三个部分。
要求学生能够正确地理解和运用课程的基本概念及基本理论，逐步掌握“定性分析、定量估算和仿真实验"的研究问题的方法。
本课程内容主要为经典控制中的线性理论，课程前后内容联系紧密、系统性强，所附加的实验课，以学习控制系统的基本实验方法和培养测试、分析能力为主。
自动控制原理（B）课程教学大纲课程编号：15J8047课程名称：（中文）自动控制原理（B）（英文）Introduction to Automatic Control学分/学时：42学时，实验6学时先修课程：高等数学、工程数学、大学物理课程教学目标课程的性质：本科专业基本课，为必修课目的和任务：本课程是研究自动控制系统规律性的一门工程学科，是重要的专业基本课程。
通过本课程的教学工作，要求学生能够正确地理解和运用课程的基本概念和理论，逐步掌握“定性分析、定量估算和仿真实验”的研究问题的方法，具有从事与飞行器自动控制系统有■关的丁程实践与理论研究的基本知识，并为进一步学习现代控制理论打下基本。
教学内容及基本要求第一章自动控制的一般概念（2学时）1.1自动控制的任务1.2自动控制的基本方式1.3自动控制系统示例1.4对控制系统的性能要求第二章自动控制系统的数学模型（8学时）2.1控制系统微分方程的建立2.2非线性微分方程的线性化2.3拉普拉斯变换2.4传递函数2.5动态结构图2.6结构图的等效变换2.7典型反馈系统的几种传递函数第三章时域分析法（8学时）3.1典型响应及性能指标3.2 一、二阶系统分析3.3二阶系统分析3.4系统稳态误差分析及计算第四章根轨迹法（6学时）4.1根轨迹与根轨迹方程4.2根轨迹的绘制法则4.3系统闭环零、极点分布与阶跃响应的关系4.4系统阶跃响应的根轨迹分析第五章频率法（8学时）5.1频率特性5.2典型环节的频率特性5.3开环系统的频率特性5.4频率稳定判据5.5系统闭环频率特性与阶跃响应的关系5.5开环频率特性与系统阶跃响应的关系第六章控制系统的校正方法（4学时）6.1系统校正设计基础6.2串联校正6.3串联校正的理论设计方法6.4反馈校正6.5复合校正第七章状态空间分析方法（6学时）7.1状态空间方法基础7.2线性系统的可控性和可观测性7.3状态反馈与状态观测器7.4有界输入、有界输出稳定性7.5李雅普诺夫第二方法.教学安排及方式学时分配：讲课实验习题课第一章21第二章82第三章821第四章61第五章821第六章421第七章6课内外学时比：1:1.5实验安排：共三次实验，每次二小时。
《自动控制理论B》课程教学大纲概要
《自动控制理论B》课程教学大纲课程代码：020203课程名称：自动控制理论B / Principle of Automatic Control（B）学时：48 学分：3 讲课学时：46 上机/实验学时：0考核方式：闭卷笔试先修课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术、复变函数与积分变换适用专业：自动化相关专业开课院系：电子电气工程学院自动化系教材：顾树声主编.自动控制原理[M]（第三版）.冶金工业出版社，2002教学参考书：[1]曹柱中等编.自动控制理论与设计（修订版）[M].上海交通大学出版社出版，1995[2]卢京潮主编.自动控制原理[M].西北工业大学出版社，2004[3]往积伟主编.自动控制原理学习与考研指导[M].科学出版社，2004一、课程的性质和任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，它是学习检测技术、信号与系统分析、电气控制技术和计算机控制系统等课程的主要基础之一。
它的任务是介绍分析和综合自动控制系统的基本理论和基本方法，从而提高学生的分析问题和解决问题能力。
二、教学内容和基本要求要求学生了解自动控制的基本概念，掌握建立自动控制系统数学模型的基本方法。
要熟悉用结构图、信号图、频率特性求取传递函数的方法，掌握使用时域分析法、根轨迹法和频率法对自动控制系统进行分析和综合。
第一章自动控制的基本概念1.自动控制的基本原理2.开环控制系统和闭环控制系统3.自动控制系统的分类4.自动控制系统的组成和名词术语5.对自动控制系统的基本要求6.本课程的发展史，本课程的任务、内容和学习方法第二章线形系统的数学模型1.线形系统微分方程的建立2.传递函数3.控制系统的典型环节4.系统的结构图及等效变换5.系统的传递函数6.信号流图和梅逊公式7.梅逊公式的应用第三章线性系统的时域分析法1.稳定性概念和劳斯——赫尔维茨稳定判据2.稳态误差、稳态误差系数、动态误差系数3.自动控制系统的动态时域指标4.一阶系统的阶跃响应5.二阶系统的阶跃响应（包括性能指标的计算）6.高阶系统的分析方法7.改进系统响应的方法第四章根轨迹法1.根轨迹的概念、绘制根轨迹的条件2.绘制根轨迹的基本规则3.用根轨迹分析和设计系统的方法4.附加开环零极点的增加和移动对根轨迹的影响第五章频率特性法1.频率特性的基本概念2.幅相频率特性图3.奈氏判据及应用4.对数频率特性图5.利用对数频率特性判断系统稳定性6.稳定性裕量7.对数频率特性与稳态性能和动态性能8.闭环频率特性四、对学生能力培养的要求通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理，掌握系统或对象数学模型的建立方法，能初步利用时域分析法、复频域分析法（根轨迹法）和频域分析法对系统进行分析，为进一步学习后续课程打下基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
«自动控制理论B »课程教学大纲
课程编号: 00200940
课程名称：自动控制理论B
英文名称：Automatic Control Theory B
总学时：48
总学分：3
适用对象: 电力系统及其自动化专业各专业方向以及相关专业本科学生
先修课程：高等数学、线性代数B、复变函数、电路等
一、课程性质、目的和任务
目的是让学生获得必需的以经典控制理论为主、现代控制理论为辅的控制理论基础知识。
使学生具有运用经典控制理论对控制系统进行理论分析和综合的能力，并初步掌握现代控制理论中最基础的内容——状态空间法。
为本专业后续课程的学习、为学生今后从事自动控制方面的科学研究和实践打下基础。
二、教学的基本要求
1．掌握自动控制系统的基本结构和相关物理量。
2．掌握以下几种描述系统的方法：用微分方程描述系统、用传递函数描述系统、用方框图及信号流图描述系统、用频率特性描述系统、用根轨迹图描述系统、用状态空间法描述系统、用Z 变换法描述离散系统。
3．掌握自动控制系统在时域、频域、根轨迹图上的分析方法。
分析的主要内容有：自动控制系统的稳定性分析、动态性能分析和稳态性能分析。
4．掌握自动控制系统基于Bode 图和根轨迹图的设计和校正方法。
5．掌握基于Z 变换的离散系统的分析方法。
6．初步掌握状态空间表达式的建立和求解、线性控制系统的能控性和能观性的基本概念和判定方法、系统完全表征问题。
三、教学的基本内容
1．自动控制系统的基本概念和组成。
2．传递函数方框图及等效变换、信号流图及Mason 公式。
3．反馈控制系统的时域分析方法及动态性能指标计算、稳态误差的基本概念和参考输入及扰动输入下稳态误差计算。
课内演示实验：利用Matlab仿真二阶系统时域性能。
4．控制系统的Nyquist 图和Bode 图的绘制方法、闭环频率特性的获取和频域分析方法。
5．Routh 稳定判据、Nyquist 稳定判据、Bode 图上的稳定性分析、稳定裕量的概念和计算。
6．基于Bode 图和根轨迹图的设计和校正方法；P 控制器、PI 控制器、PD 控制器和PID控制器的基本作用。
7．根轨迹图的绘制及分析。
引入零极点对根轨迹的影响。
课内演示实验：利用Matlab 绘制根轨迹图及进行仿真分析。
8．离散系统的描述和分析方法。
Z 变换法求解线性差分方程。
9．状态空间表达式的建立和求解、传递函数阵的求解、状态变量模拟结构图的绘制、线性控制系统的能控性和能观性的基本概念、系统完全表征问题。
五、推荐教材和教学参考书
教材：《自动控制理论》，孙扬声编著，中国电力出版社，1993年第二版。
参考书：《自动控制理论》，翁思义编著，中国电力出版社，1999年版。
《自动控制理论基础》，戴忠达编著，清华大学出版社，1991年版。
《现代控制理论》，刘豹编著，机械工业出版社，1983年版。
六、补充说明
大纲执笔者：杨京燕
大纲校对者：董雷
大纲审核者：艾欣。