自动控制理论》教学大纲.
自动控制原理教学大纲
自动控制原理Automatic Control Principle一、课程基本信息二、课程简介自动控制原理是一门专业基础必修课，属于经典控制理论，主要处理单输入单输出定常反馈控制系统。
通过对本课程的学习，使学生掌握系统数学模型的建立方法，学会经典控制理论的三种分析方法，即时域法，根轨迹法和频域法，围绕三个性能指标，对控制系统进行分析，并在此基础上，学会控制系统的设计与综合，继而培养学生在实际中分析问题和解决问题的能力。
该课程为现代控制理论及智能控制理论等后继课程打下了必要的理论基础。
English Course IntroductionAutomatic Control Principle is a compulsory course in basic professional studies, which belongs to classical control theory. It mainly deals with the single input and single output steady feedback control system. Through the study of this course, the students can master the method of establishing the mathematical model of the system and learn the three analysis methods of the classical control theory, namely, the time domain method, the root locus method and the frequency domain method, and analyze the control system around three performance indexes, on this basis, learn the design and synthesis of the control system, and then train students in the actual analysis of problems and problem-solving ability. This course lays a necessary theoretical foundation for the following courses such as Modern Control Principle and Intelligent Control Principle.三、教学目的通过本课程的学习，使学生了解和掌握自动控制理论的基本概念、主要原理和分析方法，了解自动控制技术发展的概况，为学习后继课程以及从事与本专业有关的自动控制技术工作打下一定的基础。
自动控制原理教学大纲
自动控制原理教学大纲一、课程简介。
自动控制原理是控制科学与工程技术的基础课程，是现代自动控制领域的基础理论和方法。
本课程旨在使学生系统地学习自动控制领域的基本理论和方法，掌握自动控制系统的分析与设计技术，为学生进一步学习与研究自动控制领域的专业知识打下坚实的基础。
二、课程目标。
1. 理解自动控制系统的基本概念和基本原理；2. 掌握自动控制系统的数学建模方法；3. 掌握自动控制系统的分析与设计方法；4. 熟悉自动控制系统的常用控制器设计方法；5. 了解自动控制系统的先进控制方法。
三、课程内容。
1. 自动控制系统基本概念。
（1）自动控制系统的定义和基本组成；（2）自动控制系统的分类及特点；（3）自动控制系统的基本结构和工作原理。
2. 自动控制系统的数学建模。
（1）自动控制系统的数学描述；（2）自动控制系统的传递函数表示；（3）自动控制系统的状态空间表示。
3. 自动控制系统的分析方法。
（1）自动控制系统的时域分析方法；（2）自动控制系统的频域分析方法；（3）自动控制系统的根轨迹法和Nyquist法分析。
4. 自动控制系统的设计方法。
（1）自动控制系统的根据性能指标的设计方法；（2）自动控制系统的稳定性设计方法；（3）自动控制系统的鲁棒性设计方法。
5. 自动控制系统的控制器设计方法。
（1）自动控制系统的比例、积分、微分控制器设计；（2）自动控制系统的PID控制器设计；（3）自动控制系统的先进控制器设计。
四、教学方法。
1. 采用理论教学与实践教学相结合的教学方法；2. 通过案例分析和实例演示，加深学生对自动控制原理的理解；3. 开展实验教学，培养学生实际动手能力；4. 鼓励学生参与讨论，提高学生的分析和解决问题的能力。
五、教学评估。
1. 平时成绩占30%，主要包括课堂作业、实验报告等；2. 期中考试占30%，主要考察学生对基本理论和方法的掌握程度；3. 期末考试占40%，主要考察学生对整个课程内容的全面掌握程度。
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》课程教学大纲
《自动控制理论》课程教学大纲执笔人：王艳编写日期：2012年12月一、课程基本信息1．课程编号：94L119Q2．课程体系/类别：专业类/专业基础课，专业主干课3．学时/学分：64/44．先修课程：微积分、复变函数与积分变换、电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统。
5．适用专业：电气工程及其自动化二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是为电气工程及其自动化专业本科生开设的一门专业基础课，也是专业主干课。
学生学习完本课程后应该在自动控制系统的基本概念基础上，能够建立控制系统数学模型，掌握并灵活运用时域法、根轨迹法和频率法进行系统分析和系统综合与校正，掌握三种方法各自的特点及其内在联系；掌握线性离散系统的分析与校正方法及非线性控制系统的分析。
本课程分理论与实践教学两部分，并融合一体，突出基于控制理论的模拟电路仿真实验和综合知识应用，对学生实施动手实践能力训练与综合解决控制类问题的素质培养。
（一）通过理论教学应掌握的知识与方法1．了解自动控制与系统的基本概念、基本要求；建立控制问题的系统观，学会用控制系统的思想理解工程问题；2．掌握控制系统建模与传递函数求取的基本方法；3．掌握系统时域分析与设计方法；4．掌握系统根轨迹分析与设计方法；5．掌握系统频域分析与设计方法；6．掌握线性离散系统的分析与校正方法；7．掌握非线性控制系统的分析与系统改善方法。
（二）通过实验教学进行动手实践能力培养1．通过数字仿真软件解算实际控制问题，学会掌握控制系统的计算机仿真分析通过对MA TLAB软件的学习，掌握基本的模型变换、典型系统的响应分析等语言，提高解决控制问题的计算与分析能力。
2．通过模拟电路仿真实验，提高学生控制电路调试与实现的能力通过控制理论实验装置，学生根据自行设计的控制理论教学实验电路进行模拟电路仿真实验，提高学生的动手实践和理论联系实际的能力。
（三）通过整个课程教学设计进行综合素质培养1．根据教学内容，在课堂开展研究性教学，本课程共设计了五个研讨性教学环节，培养学生与人合作和善于交流与表达的能力与探索知识的精神。
自动控制原理教学大纲
自动控制原理教学大纲一、课程简介自动控制原理是现代工程领域中的重要基础课程，通过本课程的学习，学生将掌握控制系统的基本原理、模型建立方法、稳定性分析与设计技术等内容，为将来从事相关工程领域的研究和工作打下坚实的基础。
二、教学目标1. 理解控制系统的基本概念和重要原理；2. 学习控制系统的数学建模方法，掌握各类控制系统的数学模型；3. 掌握控制系统的稳定性分析方法与稳定性判据；4. 学习控制系统的设计方法，包括比例积分微分（PID）控制器设计等；5. 能够运用所学知识解决相关工程问题，具备进一步深造的基础。
三、教学内容1. 控制系统基本概念1.1 控制系统的定义和分类；1.2 控制系统的基本组成及功能；1.3 控制系统的基本结构和工作原理。
2. 控制系统数学建模2.1 连续时间系统的数学建模方法；2.2 离散时间系统的数学建模方法；2.3 线性时不变系统的数学模型建立。
3. 控制系统的稳定性分析3.1 稳定性的定义与判据；3.2 时域分析方法；3.3 频域分析方法。
4. 控制系统的设计方法4.1 比例控制（P控制）；4.2 积分控制（I控制）；4.3 微分控制（D控制）；4.4 PID控制器设计。
5. 控制系统的应用5.1 控制系统在电气、机械、航空等领域的应用；5.2 控制系统在自动化生产线、机器人控制等方面的应用。
四、教学方法1. 理论讲解：通过教师授课、课件演示等方式，给予学生理论知识的系统学习。
2. 实例分析：通过案例分析、仿真实验等方式，帮助学生理解理论知识在实际问题中的应用。
3. 课堂互动：鼓励学生积极参与课堂讨论、提问等活动，加深对知识的理解。
4. 实践操作：组织学生进行相关控制系统设计、仿真实验等实践操作，提高实际应用能力。
五、评估方式1. 平时表现：课堂参与度、作业完成情况等；2. 期中考试：主要考察基础知识的掌握情况；3. 期末考试：综合考察学生对整个课程知识的掌握情况；4. 实验报告：针对控制系统设计实验等实践环节的评估。
自动控制理论II课程教学大纲04
自动控制理论Ⅱ课程教学大纲课程名称:自动控制理论Ⅱ(Control Theory Ⅱ)课程编码:CX205120A学分:4总学时:64(授课60,实验4)适用专业:电气工程及其自动化专业先修课程:《高等数学》、《工程数学》、《电路》、《电子技术》、《电机学》、《信号与系统》等一、课程的性质、目的与任务:自动控制理论是电气工程及其自动化专业的重要技术基础课。
学生通过学习本大纲规定的内容,将掌握自动控制的基本理论和基本技能,会分析和设计基本的控制系统。
为学习本专业的后续课程打下必要的基础。
二、教学基本要求:了解自动控制理论的研究领域、分类、组成;了解信号流图、梅逊(Mason)公式并能够运用;了解高阶系统动态响应指标的计算方法;了解扰动输入下的稳态误差、系统结构变化引起的稳态误差;了解广义根轨迹、零度根轨迹法则;了解闭环系统频率特性;了解采样定理;了解李雅谱诺夫稳定性定理(第一法)。
理解自动控制的概念及术语;理解误差与系统型别的关系;理解根轨迹的概念;理解频率特性、极坐标图、对数幅相图的概念;理解状态空间描述的概念;理解能控性、能观性的概念;理解李雅谱诺夫稳定性定义。
掌握传递函数的概念及方框图的等效变换;掌握一、二阶线性系统瞬态相应的指标计算及公式;掌握稳态误差的概念及计算方法;掌握稳定性的概念及劳斯判据;掌握常规根轨迹的绘制法则及应用;掌握对数幅相图的绘制、稳定裕量的概念及其求法;掌握Nyquist稳定判据及其应用;掌握串联校正环节的特性、作用、设计方法;掌握脉冲传递函数的求法;掌握离散系统稳定性判据;掌握相似变换、各种状态空间描述的转换;掌握转移阵的定义、求法;掌握线性定常系统的非齐次解;掌握能控性、能观性判据;掌握李雅谱诺夫稳定性定理(第二法);掌握状态反馈极点配置。
三、教学内容:(一)控制理论概述2学时1.自动控制系统的概念、研究领域2.控制系统的分类、组成、术语3.控制系统的应用(二)线性系统的数学模型 6学时1.线性系统的动力学方程2.线性系统的传递函数3.典型环节的数学模型4.线性系统的方框图及等效变换5.线性系统的信号流图及梅森公式(三)控制系统的时域分析法 6学时1.典型输入信号2.一阶、二阶、高阶系统的时域分析及时域性能指标3.控制系统的稳态误差4.线性系统的稳定性概念及充要条件5.劳斯判据及其应用(四)根轨迹分析法 4学时1.根轨迹的概念及福相条件2.绘制根轨迹的基本规则3.参量根轨迹4.根据根轨迹分析控制系统的性能(五)控制系统的频域分析法8学时1.频率特性的概念、求法2.极坐标图的概念、绘制3.bode的概念、绘制4.nyquist稳定判据5.稳定裕度及求法6.闭环频率特性(六)控制系统的综合与校正 4学时1.校正的概念、作用、分类2.串联超前校正的特性、作用、设计方法3.串联滞后校正的特性、作用、设计方法4.串联超前-滞后校正的特性、作用(七)采样控制系统 6学时1.离散控制系统的概念、分类2.采样过程分析、采样定理3.脉冲传递函数的概念、基本公式4.离散系统稳定性判据、W变换(八)控制系统的状态空间描述 6学时1.状态空间描述的概念、状态方程的建立2.传递函数的实现(能控、能观、约当标准型)3.相似变换、各种状态空间描述的转换4.传递函数矩阵(九)状态空间表达式的求解 4学时1.线性定常系统的齐次解2.状态转移矩阵e At的定义、求法3.线性定常系统的非齐次解(十)线性系统的能控性和能观性 4学时1.能控性、能观性的定义2.能控性、能观性的判别3.结构分解(十一)李雅普诺夫稳定性分析 4学时1.李雅普诺夫稳定性定义2.李雅普诺夫稳定性定理(第二法)3.李雅普诺夫第一法(十二)线性系统设计初步 4学时1.MIMO系统各种连接下的传递函数及状态方程2.状态反馈配置极点(十三)新控制理论介绍 2学时1.当前控制理论发展的新动态(十四)控制理论实验 4学时1.控制系统的时域分析实验2.控制系统的根轨迹分析实验3.控制系统的频域分析实验4.直流电动机转速控制系统设计四、教学参考书:1.夏德钤主编,自动控制理论,机械工业出版社2.刘豹主编,现代控制理论,机械工业出版社3.绪芳胜彦主编,现代控制工程,机械工业出版社五、说明:。
《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。
自动控制原理教学大纲 (自动化专业)
《自动控制理论A》课程教学大纲课程名称：自动控制理论A英文名称：Automatic Control Theory A课程代码：190807439学分/学时：3.5学分60学时（其中理论52学时、实验8学时）开课学期：第4学期适用专业：自动化专业先修课程：大学物理、电路分析基础、模拟电子技术等后续课程：自动化专业综合设计、自动化专业生产实习、自动化专业毕业设计等课程负责人：开课单位：电气与电子信息学院一、课程性质和课程目标1.课程性质自动控制理论是自动化、轨道交通信号与控制、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业基础必修课。
通过本课程学习，使学生掌握自动控制理论的基本知识，具备应用控制的思想分析问题的意识，能够利用自动控制理论的相关知识分析、设计实际控制系统的能力，为后续控制类专业课程打下重要的基础。
2.课程目标课程目标1：掌握系统数学模型的建立方法。
课程目标2：掌握模拟控制系统分析的时域法、根轨迹法、频域法，离散控制系统的分析方法，掌握每种方法下对系统稳定性、准确性、快速性指标的计算。
课程目标3：了解PID控制规律，掌握控制系统校正的串联超前、滞后、滞后-超前等手段，改善控制系统性能指标。
课程目标4：通过使用MA TLAB/SIMULINK仿真平台结合控制理论演示控制系统搭建与分析，掌握仿真平台分析控制系统的手段，拓展学生对控制理论的自我研究与探索。
课程目标5：能根据提供的实验设备，搭建实验对象，在实验中验证控制系统分析的不同方法，通过调节调节器，改善系统性能指标并能对实验数据进行分析和解释，得出有效结论。
二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系三、教学内容、教学方式（环节）与课程目标的关系四、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合实验和作业共同实施，辅以自学。
1. 课堂讲授(1) 采用多媒体教学与板书教学相结合，以老师讲授为主，并辅以课堂讨论、多媒体演示等教学手段，提高课堂教学信息量，增强学生的学习积极性和主动性。
自动控制原理 教学大纲
自动控制原理教学大纲自动控制原理教学大纲一、引言自动控制原理是现代工程领域中的重要学科，它研究如何利用各种控制方法和技术，使系统能够自动调节和控制其输出。
本文将探讨自动控制原理教学大纲的重要性以及如何设计一个全面且有效的教学大纲。
二、教学目标1. 了解自动控制原理的基本概念和原理2. 掌握自动控制系统的建模与分析方法3. 熟悉不同类型的控制器及其应用4. 能够设计和优化自动控制系统5. 培养学生的问题解决和创新能力三、教学内容1. 自动控制原理的基本概念- 控制系统的定义和组成- 反馈控制与前馈控制的区别- 开环控制与闭环控制的优缺点2. 自动控制系统的数学建模- 传递函数与状态空间模型的建立- 系统的稳定性分析- 频域分析方法3. 控制器的类型与设计- 比例-积分-微分（PID）控制器- 其他常见控制器的特点与应用- 控制器参数的调节与优化4. 系统的稳定性与性能指标- 稳定性判据与稳定裕度- 响应速度、稳态误差和抗干扰性能的评估- 性能指标的优化方法5. 系统的校正与补偿- 系统误差的校正方法- 前馈补偿与预测控制- 模型参考自适应控制6. 现代控制技术与应用- 状态反馈控制与输出反馈控制- 鲁棒控制与自适应控制- 智能控制与模糊控制四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，向学生介绍自动控制原理的基本概念和理论知识。
2. 实例分析：结合实际案例，分析和解决自动控制系统中的问题，培养学生的问题解决能力。
3. 实验实践：通过实验操作，让学生亲自操控控制系统，加深对理论知识的理解和应用。
4. 课程设计：要求学生独立或小组完成一个自动控制系统的设计项目，培养学生的创新能力和团队合作精神。
五、教学评估1. 课堂小测验：定期进行课堂小测验，检查学生对理论知识的掌握情况。
2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，评估他们在实验实践中的能力和理解程度。
3. 课程设计评估：对学生的课程设计项目进行评估，考察他们的创新能力和团队合作能力。
《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。
自动控制理论Ⅰ教学大纲精品资料
《自动控制理论》系列课程教学大纲（适用于03版教学计划）电气与自动化工程学院《自动控制理论》课程组2004．4《自动控制理论Ⅰ》教学大纲学时：72/8 学分：5教学大纲说明一、课程的目的与任务自动控制理论是具有一般方法论特点的技术基础课程。
目的在于使学生掌握自动控制理论的基本原理和方法，并具备对自动控制系统进行分析、计算、实验和设计的初步能力，为专业课的学习和参加控制工程实践打好必要的理论基础。
二、课程的基本要求掌握建立电气系统、机械系统数学模型的方法，掌握线性定常系统分析和设计方法，对应用理论解决工程实际问题有所了解。
三、与其他课程的联系和分工本课程的前继课程为：《电路》、《模拟电子技术》、《电机与拖动》、《积分变换》等。
本课程的后续课程为《直流调速系统》，《交流调速系统》、《过程控制系统与仪表》、《自动控制理论2》、《控制系统仿真》等。
五、本课程的性质及适应对象自动化、电气工程及其自动化教学大纲内容第一章引论1、自动控制的基本原理与方式2、自动控制系统示例3、自动控制系统的组成、分类、常用术语及定义。
4、对自动控制系统的基本要求5、自动控制理论的发展状况及本课程任务。
教学提示:掌握自动控制的基本概念，自动控制系统的组成，常用的控制方式，了解自动控制理论的发展。
第二章线性系统的数学模型1、线性系统的时域数学描述。
2、非线性数学模型的线性化。
3、线性系统的复域数学描述-传递函数。
4、典型环节的数学模型。
5、方框图及其等效变换。
6、信号流图的基本概念，梅逊公式。
7、系统的开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数等概念。
教学提示:掌握线性系统数学模型的建立方法，传递函数的定义、性质及其与微分方程之间的关系，方框图、信号流图的等效变换，梅逊公式。
掌握系统的开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数等概念。
第三章控制系统的时域分析1、典型输入信号。
2、系统时域性能指标。
3、典型一、二阶系统的时域分析。
4、改善二阶系统性能指标的措施。
- 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》教学大纲
制定人: 制定时间: 年月所在单位:
一、课程基本信息
第1章控制系统的基本概念
教学目的：熟练掌握控制系统的基本概念及工作原理。
教学重点和难点：掌握控制系统的工作原理
主要教学内容及要求：
1、了解控制系统的基本组成：被控对象；执行机构；放大装置；检测装置；比较装置；反馈装置；校正装置；输入信号；输出信号；扰动信号。
2、了解控制系统的基本类型：按数学模型分类；按控制方式分类；按元件类型分类；按系统功用分类；按输入量的变化规律分类；按输入输出的数量分类。
3、了解对控制系统的基本要求：稳定性；准确性；快速性。
4、掌握控制系统的工作原理：开环控制；闭环控制；自动控制的发展及现状。
第2章控制系统的数学模型
教学目的：熟练掌握控制系统的数学模型。
教学重点和难点：掌握拉普拉斯变换、熟练掌握传递函数及系统方框图
主要教学内容及要求：
1、了解信号流图；梅逊公式。
2、掌握控制系统的运动微分方程：控制系统的时域模型；典型元件微分方程的列写；线性系统微分方程的列写；线性系统微分方程的求解；了解非线性系统的线性化。
3、掌握拉普拉斯变换：拉普拉斯变换的基本性质；拉普拉斯反变换；拉普拉斯变换的应用。
4、熟练掌握传递函数：传递函数的定义；传递函数的性质；传递函数的零点；传递函数的极点；典型环节的传递函数。
5、掌握系统方框图：方框图的概念；方框图的绘制；方框图的等效变换；方框图的简化。
6、掌握反馈控制系统的传递函数：开环传递函数；闭环传递函数；输入作用及干扰作用下的闭环传递函数；输入作用及干扰作用下的误差传递函数；闭环系统的误差。
第3章控制系统的时域分析法
教学目的：熟练掌握控制系统的时域分析法。
教学重点和难点：掌握线性系统时域响应的性能指标、一阶系统的时间响应及二阶系统的时间响应，并熟练掌握稳定性分析。
主要教学内容及要求：
1、了解高阶系统的时间响应：三阶系统的阶跃响应；高阶系统的阶跃响应；闭环主导极点；偶极子对；高阶系统的性能分析及性能指标估算。
2、了解时域特性的计算机辅助分析：MATLAB软件的应用。
掌握典型输入信号：阶跃信号；脉冲信号；速度信号；加速度信号；正弦信号。
3、掌握线性系统时域响应的性能指标：时域响应；动态过程；稳态过程；动态性能指标；稳态性能指标。
4、掌握一阶系统的时间响应：一阶系统的数学模型；一阶系统的脉冲响应；一阶系统的阶跃响应；一阶系统的斜坡响应；一阶系统的加速度响应；一阶系统的性能分析；线性定常系统的一个重要结论。
5、掌握二阶系统的时间响应：二阶系统的数学模型；二阶系统的各种类型；二阶系统的脉冲响应；二阶系统的阶跃响应；二阶系统的斜坡响应；二阶系统的性能分析。
6、掌握误差分析和计算：控制系统的误差；控制系统的稳态误差；系统类型；静态位置误差系数；静态速度误差系数；静态加速度误差系数；动态误差系数；扰动作用下的稳态误差；提高系统稳态性能的措施。
7、熟练掌握稳定性分析：控制系统稳定性定义；控制系统稳定的必要条件；控制系统稳定的充要条件；劳斯判据；劳斯判据的两种特殊情况。
第4章控制系统的频域分析法
教学目的：熟练掌握控制系统的频域分析法。
教学重点和难点：掌握典型环节的频率特性图及系统开环频率特性图。
主要教学内容及要求：
1、了解频域特性的计算机辅助分析：MATLAB软件的应用。
2、掌握典型环节的频率特性图：典型环节的幅相曲线；典型环节的对数频率特性曲线。
3、掌握系统开环频率特性图：控制系统的开环幅相曲线；控制系统的开环对数频率特性曲线；最小相位系统。
4、掌握频率特性的基本概念：频域分析的基本概念；频率特性的物理意义；频率特性的概念；幅频特性；相频特性；幅相曲线；对数频率特性曲线。
第5章控制系统的设计和校正
教学目的：熟练掌握控制系统的设计和校正。
教学重点和难点：掌握PID控制规律。
主要教学内容及要求：
1、了解控制系统的设计和校正概述：控制系统的设计方法；控制系统的校正方法；性能指标；校正方式；校正装置。
2、掌握PID控制规律：P控制；PD控制；PI控制；PID控制。
《自动控制理论》实验教学大纲
制定人: 制定时间: 年月
所在单位:
一、实验课程基本信息
二、课程实验的地位、作用和目的
本课程是为《自动控制理论》课程所开的实验。
通过本实验，应使学生进一步了解和掌握自动控制理论的基本概念，控制系统的分析方法和设计方法。
同时学习和掌握系统模拟电路的构成和测试技术，提高在控制系统中应用计算机的能力和水平。
1. 本门课程理论性强，较抽象难懂，要求学生通过实验，验证所学理论，
通过理论联系实际，学好本课程。
2. 要求学生能根据系统的框图，用运算放大器及电阻、电容元件，构成
对应的模拟系统，并掌握其实验方法，能正确测量系统的各项性能指标。
3. 进一步培养学生正确使用有关仪器仪表能力、动手能力、分析实际问
题能力和初步的科研能力；培养科学和严谨的工作作风。
二、课程实验成绩评定
根据学生实验情况及实验报告，评定实验成绩，并作为平时成绩的一部分，占课程总成绩的10%。
在笔试中，实验内容亦占考试内容的10%左右。
三、课程实验要求
实验方式选填——演示、参观、实际动手等。