自动控制原理考试重点(北京交通大学)

教学日历

2006 —— 2007 学年第 1 学期

课程名称：控制理论（ I ）任课教师：蒋大明/苗宇教师所在单位：自控系

总学时： 64 课堂教学学时： 58 周学时： 4 共 16 周

《控制理论》Ⅰ课程教学大纲 Control Theory Ⅰ

课程编号 : 1000191

适用专业 : 自动化

学时数 : 64 学分数: 4

执笔者 : 蒋大明编写日期 : 1999年

6月

一、课程的性质和目的

本课程是自动化专业的主要专业基础课和骨干课。本课程的学习目的在于使学生掌握经典控

制理论的基本概念，基本原理和基本方法。要求学生在牢固掌握控制理论基本概念的基础上

，具备对简单系统进行定性分析、定量估算和动态仿真的能力，为专业课学习和参加控制工

程实践打下必要的基础。

〖 BT２－ ２〗二、课程教学内容

第一章控制系统的一般概念 (4学时)

掌握自动控制系统的一般概念 , 重点是开环控制和闭环控制的概念, 理解对控制性能的基本

要求 , 了解各种典型控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。

本章知识点为 : 自动控制的定义, 开环控制与闭环控制, 控制系统举例, 控制系统的组成及

对控制系统的基本要求 , 控制理论的发展。

第二章控制系统的数学模型 (6学时)

掌握控制系统的数学模型的基本概念 , 了解微分方程一般建立方法, 理解传递函数的定义和

性质 , 掌握动态结构图的建立和化简规则。

本章知识点为 : 传递函数的定义和性质, 典型环节的传递函数, 动态结构图的建立, 动态结

构图的化简 , 自动控制系统的传递函数。

第三章时域分析法 (13学时)

了解和掌握经典控制理论最基本的方法之一时域分析法 , 能够用该方法分析控制系统的

各种控制性能 (包括稳定性, 快速性和稳态精度)。

本章知识点为 : 典型控制过程及性能指标, 一阶系统分析, 二阶系统分析, 稳定性与代数

判据 , 稳态误差分析。

为进一步加强对控制系统稳定性的理解 , 安排实验一次: 控制系统的稳定性分析。

第四章根轨迹法 (11学时)

本章要求掌握各

种类型系统的根轨迹的绘制方法 , 并能通过根轨迹图来分析控制系统的控制性能。了解各种

特殊根轨迹的绘制方法。

本章知识点为 : 根轨迹的基本概念及根轨迹方程, 绘制根轨迹的基本法则, 特殊根轨迹, 系

统闭环零极点分布与阶跃响应的关系 , 开环零极点的变化对根轨迹的影响。

第五章频率法（ 11学时）

要求掌握各种系统和环节的幅相频率特性和

对数频率特性的画法 , 并能通过频率特性分析控制系统的控制性能。

本章知识点为 : 典型环节的频率特性，系统开环频率特性，乃奎斯特稳定判据及对数稳定判

据，稳定裕度及计算，系统闭环频率特性。

第六章控制系统的校正（ 11学时）

在对控制系统的控制性能进行分析的基础上 , 对控制性能的改进就涉及到系统的校正。要

求

在建立控制系统校正的一般概念的基础上 , 对串联校正, 反馈校正, 前置校正有较为全面的

理解。掌握频率法校正和根轨迹法校正的一般方法。

本章知识点为 : 控制系统校正的概念，串联校正，反馈校正，前置校正，根轨迹法在校正中

的应用。

本章安排实验 : 控制系统的校正。

第七章采样控制系统（ 8学时）

要求理解和掌握采样控制系统的基本概念 , 采样定理, 采样信号的复现, 脉冲传递函数, 了

解采样系统的稳定性 , 稳态误差及瞬态分析等内容。

本章知识点为 : 采样控制的基本概念，采样过程和采样定理，采样信号的复现，Ｚ变换，脉

冲传递函数，采样系统的稳定性分析，采样系统的稳态误差，采样系统的瞬态分析。

三、课程教学的基本要求

本课程是自动化专业的专业基础课程，理论性较强，是本专业的理论基础课程。在教学方法

上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学形式。

(一)课堂讲授

本课程属基础理论课程，涉及到较多的数学知识，在讲述的过程中教师应尽量联系生产生活

实际，注重物理意义，不要陷入到繁复的数学推导之中。在教学中要求同学重点掌握时域、

复域、频域的基本概念、基本方法和基本规律，要着重培养学生定性分析、定量估算和模拟

实验研究的能力，在课程内容方面既要保持理论的系统性，又要注意联系工程实际，并且重

视技术科学的一般方法学的培养。

（二）课后自学

为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，每章都安排一部分内容，课上教师只

给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。

（三）课堂讨论

课堂讨论的目的是活跃学习气氛，开拓思路，。教师应认真组织，安排重点发言，充分调动

每一名同学的学习积极性，做好总结。

（四）习题课

习题课以典型例题分析为主，并适当安排开阔思路及综合性的练习及讨论。共 4学时（已包

括在前述学时分配中）。

（五）课外作业

课外作业的内容选择基于对基本理论的理解和巩固，培养综合计算和分析、判断能力以及使

用计算工具的能力。习题以计算性小题为主，平均每学时１ -２道题。

（六）平时测验

为及时了解教学情况，教师可适当安排平时课堂测验，每次测验不超过 30分钟。

（七）实验

实验以学习自动控制系统的基本试验方法和训练实验研究能力为主，验证理论为辅。通过实

验要求掌握自动控制系统的动态模拟以及性能测试方法。

（八）考试