教学大纲-自控制原理
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、课程概述《自动控制原理》是自动化专业的核心课程之一,旨在让学生掌握自动控制的基本理论和方法,培养学生的自动控制思维和分析问题的能力。
通过本课程的学习,学生将能够理解自动控制系统的基本概念、建模和分析方法,掌握常见的控制器设计方法,了解自动控制的应用领域和未来发展方向。
二、教学目标1.理论知识与概念:掌握自动控制的基本概念和理论知识,包括控制系统的建模和分析、控制器的设计与调整等内容。
2.实践能力培养:掌握自动控制实验的基本原理和方法,能独立设计和实施自动控制实验,并对实验结果进行分析和评估。
3.思维能力培养:培养学生的自动控制思维和分析问题的能力,能够通过理论知识解决实际自动控制问题。
4.综合素质提高:通过自主学习、团队合作和报告撰写等方式,提高学生的综合素质和实践能力。
三、教学内容1.控制系统的基本概念和分类1.1控制系统的定义和基本概念1.2控制系统的分类和组成2.控制系统的建模和分析2.1控制系统的数学建模2.2控制系统的传递函数表示2.3控制系统的稳定性分析3.控制器的设计和调整3.1PID控制器的设计原理和方法3.2控制器调整的经典方法4.线性控制系统分析与设计4.1样差环节系统分析4.2器件与设备系统分析4.3各级系统趋势与扩展5.非线性控制系统分析与设计5.1状态空间方法5.2反馈线性化方法5.3非线性控制器设计方法6.高级控制方法与应用6.1模糊控制理论与应用6.2自适应控制理论与应用6.3鲁棒控制理论与应用四、教学方法1.理论讲授:通过课堂讲解、示意图和实例分析等方式,向学生讲解自动控制的基本理论和方法。
2.实验演示:开展自动控制相关的实验演示,让学生亲自操作和实践,加深对理论知识的理解和应用。
3.课堂讨论:组织学生进行课堂讨论,解答学生对理论知识和实践问题的疑惑,增强学生的自主学习和思维能力。
4.基于项目的学习:组织学生选择一个自动控制相关的项目,进行分析和设计,并撰写报告进行展示,培养学生的实践能力和综合素质。
自动控制原理第四版教学大纲
自动控制原理第四版教学大纲课程简介自动控制原理是自动控制领域的基础课程,是掌握自动控制理论和方法的必修课。
本课程旨在培养学生分析和设计内、外反馈控制系统的能力,让学生掌握控制系统的数学模型、基本特性及分析、设计方法。
师资情况授课教师:某某某教授教授简介:某某某,自动控制领域著名学者,曾获得国家自然科学基金优秀青年基金资助。
主要研究方向为控制系统分析和设计、机器人控制等。
教材主教材:《自动控制原理》第四版于淼著,北京航空航天大学出版社辅助教材:1.《自动控制系统》第九版,何元庆,北京航空航天大学出版社2.《现代控制理论》第五版,李国栋,北京航空航天大学出版社授课内容第一章绪论• 1.1 控制系统的基本概念• 1.2 控制系统分类• 1.3 控制系统的组成和特点• 1.4 控制系统的基本性能指标第二章数学模型• 2.1 工程系统的数学模型• 2.2 时域分析方法• 2.3 复频域分析方法第三章时域分析方法• 3.1 拉普拉斯变换和其性质• 3.2 埃及角和虚轴判据• 3.3 传递函数的时域特性分析• 3.4 稳态误差分析第四章复频域分析方法• 4.1 频域分析方法及其特点• 4.2 频率响应曲线的类型及特点• 4.3 极点和零点的分布及对频率响应曲线的影响• 4.4 稳定性分析• 4.5 Bode幅角频率特性第五章控制系统的稳定性分析• 5.1 稳定性的概念和判定准则• 5.2 劳斯判据• 5.3 封闭回路系统的稳定性分析• 5.4 可变结构稳定性分析第六章控制系统的性能指标与校正方法• 6.1 系统的性能指标• 6.2 模型参量的校正方法• 6.3 控制系统的改进第七章综合案例分析•7.1 综合案例1:飞机自动驾驶控制系统设计•7.2 综合案例2:钢厂过程控制系统设计•7.3 综合案例3:机器人协调控制系统设计教学评估•平时成绩:20%•期中成绩:30%•期末成绩:50%平时成绩包括课堂出勤、测验和单次实验报告。
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。
完整版自动控制原理教学大纲
完整版自动控制原理教学大纲一、基本信息1.课程名称:自动控制原理2.学时:48学时3.学分:3学分二、课程目标本课程的目标是让学生掌握自动控制的基本概念、原理和方法,了解常见的控制系统的设计与分析,并具备解决工程实际问题的基本能力。
三、课程内容1.自动控制概述-自动控制的定义与发展-自动控制系统的基本组成-自动控制系统的分类与应用2.信号与系统-信号的分类与表示-基本信号的性质与处理方法-系统的数学描述-系统的时域与频域分析3.闭环控制系统-闭环控制系统的定义与特点-闭环系统的数学模型-闭环系统的性能指标与评价方法-闭环系统的稳定性与稳态误差-常见的闭环控制器设计方法4.开环控制系统-开环控制系统的定义与特点-开环系统的数学模型-开环系统的稳定性与稳态误差-常见的开环控制器设计方法5.联立方程与传递函数-多变量系统的联立方程-传递函数的定义与性质-多输入多输出系统的传递函数表示方法6.系统的时域性能指标-响应的时间特性-系统的稳态误差分析-超调量与振荡周期-系统的阻尼比与自然频率7.根轨迹法与频率法-根轨迹法的基本原理与应用-频率法的基本原理与应用-根轨迹法与频率法的综合应用8.PID控制器与系统校正-PID控制器的定义与结构-PID控制器的参数调节方法-系统的校正与补偿四、教学方法1.理论讲授:通过课堂教学向学生传授自动控制的基本概念、原理和方法。
2.实例演示:通过实例演示,帮助学生理解和应用所学的知识。
3.实验操作:安排实验操作,培养学生的实际动手能力和问题解决能力。
4.讨论与交流:鼓励学生进行讨论与交流,加深对自动控制原理的理解。
五、评价方式1.平时表现:包括出勤情况、课堂参与度等。
2.作业与实验报告:要求学生按时完成作业和实验,并提交相应的报告。
3.期中考试:进行一次期中考试,考察学生对自动控制原理的掌握程度。
4.期末考试:进行一次期末考试,考察学生对整个课程的综合理解和应用能力。
六、参考教材1.《自动控制原理教程》(第五版),胡寿松,清华大学出版社2.《自动控制原理》(第八版),奚振中,高等教育出版社3.《自动控制原理与应用》(第九版),朱小丹,机械工业出版社七、备注根据实际教学进度和学生背景,可适当调整课程内容、教学方法和评价方式。
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》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。
自动控制原理课程教学大纲
《自动控制原理》课程教学大纲英文名称:Automatic Control Theory课程编号:适用专业:电子信息工程、电子信息科学与技术学时:46 学分:2.5课程类别:专业方向课课程性质:任选课一、课程的性质和目的通过本课程的学习,使学生建立经典控制理论部分的基本概念,学习现代控制理论的基本内容,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。
同时为以后从事实际工作和科研奠定一定的理论基础。
二、课程教学内容第一章: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。
第二章:控制系统的数学模型主要内容: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,典型元部件的传递函数的求取,结构图的绘制,由结构图等效变换求传递函数,由梅森公式求传递函数。
重点:常用元部件传递函数的求取;系统传递函数的求取。
难点:结构图等效变换;梅森公式的应用。
第三章:线性系统的时域分析法主要内容:时域性能指标的定义,一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法,用Matlab求高阶系统动态性能指标,劳斯稳定判据及其应用,稳态误差的分析与计算,减小或消除稳态误差的方法。
重点:二阶系统性能指标的求取第四章:线性系统的根轨迹法主要内容:根轨迹的概念,根轨迹方程,绘制根轨迹的基本法则。
重点:绘制根轨迹。
第五章:线性系统的频域分析法主要内容:频域特性的物理意义及图形表示方法,奈氏判据,稳定裕度,用频率特性建立系统的数学模型。
重点:复杂系统稳定裕度的确定。
难点:多环系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定。
第六章:线性系统的校正方法主要内容:串联超前校正,串联滞后校正,串联滞后-超前校正基本概念。
第七章:线性离散系统的分析与校正主要内容:信号的离散化与信号保持器,Z变换定理,闭环脉冲传递函数,离散系统的稳定性与稳态误差,动态性能分析。
《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。
《自动控制原理》教学大纲
《自动控制原理》教学大纲一、课程名称:自动控制原理二、课程性质:专业基础课三、学时:51学时四、学分:3学分五、适用专业:自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等六、先修课程:高等数学、线性代数、电路分析、信号与系统七、教学目标:1. 掌握自动控制系统的基本原理和基本概念,了解自动控制系统的历史发展和现状。
2. 熟练掌握控制系统的数学模型建立方法,包括微分方程、传递函数、状态空间等。
3. 熟练掌握控制系统的性能分析方法,包括频率响应法、根轨迹法、Nyquist法等。
4. 熟练掌握控制系统的设计方法,包括PID控制器设计、根轨迹法设计、状态反馈法设计等。
5. 熟练掌握控制系统的仿真和实验方法,包括MATLAB/Simulink仿真、实验室设备操作等。
6. 培养学生的创新能力和实际工程应用能力,为学生进一步学习相关专业课程和从事工程技术工作打下坚实的基础。
八、教学内容:1. 自动控制系统的基本概念和基本原理2. 控制系统的数学模型建立方法- 微分方程建模- 传递函数建模- 状态空间建模3. 控制系统的性能分析方法- 频率响应法- 根轨迹法- Nyquist法4. 控制系统的设计方法- PID控制器设计- 根轨迹法设计- 状态反馈法设计5. 控制系统的仿真和实验方法- MATLAB/Simulink仿真- 实验室设备操作6. 自动控制系统的应用实例九、教学方法:1. 采用讲授、讨论、案例分析等多种教学方法,注重理论与实际相结合。
2. 利用MATLAB/Simulink软件进行控制系统的仿真实验,提高学生的实践能力。
3. 通过课堂讨论、小组合作等方式,培养学生的团队协作能力和沟通能力。
十、考核方式:1. 平时成绩(30%):包括课堂表现、作业、实验报告等。
2. 期中考试(20%):测试学生对本学期所学内容的掌握程度。
3. 期末考试(50%):测试学生对本课程全部内容的掌握程度。
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《自动控制原理》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程名称(中/英文):自动控制原理 / The Principle of Automatic Control
2、课程性质:专业必修课
3、周学时/学分:3/3
4、授课对象:电子信息工程
5、使用教材:Richard C.Dorf,《现代控制系统(第11版)》,高等教育出版社,2010年12月
二、课程简介
自动控制系统在工程和科学技术发展中起着十分重要的作用,自动控制原理的研究对象就是自动控制系统。
本课程是电子信息科学与技术类专业的专业选修课,其教学任务是使学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法,初步学会运用Matlab进行控制系统辅助分析设计,为进一步深造打下必要的理论基础。
三、教学目的与基本要求
通过本课程的学习,同学应了解控制理论的发展历史,掌握控制理论的基础知识、熟悉控制系统的数学模型,能够应用时域分析、根轨迹法、频域法等分析方法进行控制系统的分析与设计,熟悉控制系统的综合校正和PID算法,了解前馈、比例、串级等复杂控制系统,能够结合简单的控制实例设计反馈控制系统并进行仿真实验。
四、主要教学方法
课堂讲授、多媒体演示,课堂练习与讨论,控制系统设计作业。
五、教学进度表
六、考核方式和成绩评定办法
1、考核方式:闭卷考,小设计答辩
2、成绩评定办法:平时、小设计答辩、期末成绩(理论考核)分别为10%、20%、70%。
七、正文
第一章概述(教学时数2)
教学目的及重点难点:了解控制理论的发展历程,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。
第一节控制系统的发展历程
第二节控制系统的基本概念
第二章控制系统的数学模型(教学时数4)
教学目的及重点难点:传递函数的概念、结构图的建立与等效变换、梅逊公式是本章的重点。
一般掌握微分方程建立和非线性方程线性化的方法;熟练掌握传递函数的概念、定义、性质及局限性;明确零初始条件的物理含义;明确传递函数与微分方程之间的关系;掌握典型环节的概念;熟悉常用元部件的传递函数,明确系统常用的传递函数形式;学会由系统微分方程建立系统结构图;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。
第一节动态(微分)方程的建立
第二节线性系统的传递函数
第三节元部件的传递函数、典型环节
第四节结构图的建立及等效变换
第五节信号流图,梅逊增益公式
第三章反馈控制系统的时域分析(教学时数8)
教学目的及重点难点:一、二阶系统阶跃响应的特点及动态性能与系统参数间的关系等有关概念,有关的计算方法以及时域校正有关的概念、方法是本章的重点。
熟悉系统阶跃响应性能指标,了解典型外作用与典型外作用下系统输出之间
的关系;明确一阶、二阶系统阶跃响应的特点及一阶、二阶系统动态性能与系统特征参数之间的关系;明确闭环零点、极点分布与系统性能之间的联系;明确附加闭环零点、附加闭环极点对系统性能的影响;正确理解主导极点的概念;了解估算高阶系统动态性能的零点极点法。
第一节时域分析与校正的基本概念
第二节一阶系统的时间响应及动态性能
第三节二阶系统的时间响应及动态性能
第四节高阶系统的时间响应及动态性能
第四章线性反馈系统的稳定性(教学时数4)
教学目的及重点难点:掌握稳定性、稳态误差等有关概念;明确稳定性概念及稳定的充要条件,熟练掌握劳斯稳定判据及其应用方法;明确误差和稳态误差的定义;明确利用终值定理进行计算的限制条件;熟练掌握用终值定理求稳态误差的方法;熟练掌握静态误差系数法及适用的条件、掌握动态误差系数法;明确影响稳态误差的因素,了解减小消除稳态误差的措施。
第一节线性系统的稳定性分析
第二节线性系统的稳态误差
第五章根轨迹法(教学时数4)
教学目的及重点难点:根轨迹的概念、根轨迹方程、常规根轨迹的绘制、系统性能分析以及PID控制器的设计是本章的重点。
明确根轨迹、根轨迹方程的有关概念;熟练掌握绘制根轨迹的方法,能够利用根轨迹定性分析系统性能随参数变化的趋势;明确参数根轨迹和零度根轨迹的有关概念,掌握其判别、解决问题的要点。
第一节根轨迹的基本概念
第二节绘制常规根轨迹的基本法则
第三节广义根轨迹
第四节利用根轨迹定性分析系统性能
第五节 PID控制器的时域分析
第六章反馈控制系统的频域分析(教学时数8)
教学目的及重点难点:正确理解频率响应、频率特性的概念及特点,明确频率特性的物理意义;熟悉典型环节频率特性的特点,熟练掌握绘制开环幅相特性、开环对数频率特性的方法;熟练掌握由最小相位系统的开环对数幅频特性确定开环传递函数的方法;理解奈奎斯特稳定判据的原理,熟练掌握运用奈奎斯特稳定判据和对数频率判据判定系统稳定性的方法;掌握串联校正方法。
第一节频率响应及频率特性
第二节典型环节和系统开环频率特性
第三节奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据及其应用
第四节闭环频率特性的特征量与时域指标之间的关系
第五节频率法串联(超前/迟后/迟后-超前和PID)校正的作用及方法
第七章控制系统的综合设计(教学时数10)教学目的及重点难点:掌握控制系统的设计步骤,了解前馈、比例、串级等复杂控制系统,能够结合简单的控制实例设计运动控制系统和过程控制系统,并进行仿真实验。
第一节简单控制系统的设计
第二节复杂控制系统的设计
第三节典型运动控制系统的设计
第四节典型过程控制系统的设计
控制系统仿真实验(教学时数14)
八、参考文献
[1]《自动控制原理》,卢京潮主编,西北工业大学出版社,2004.9。
[2]《自动控制原理》(第四版),胡寿松主编、,科学出版社,2001.2。
[3]《现代控制工程》(第三版),Katsuhiko Ogata著、卢伯英,于海勋等译,电子工业出版社,2000.5。
[4]《过程控制工程》(第三版),俞金寿、蒋慰孙著,电子工业出版社,2007.12
[5]《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》,陈伯时主编,机械工业出版社,2003年7月第3版。