自动控制原理大纲

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《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、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

851自动控制原理考试大纲

851自动控制原理考试大纲

851自动控制原理考试大纲

自动控制原理是控制工程领域中的重要基础课程,它涉及到系

统建模、控制理论、信号处理等内容。根据不同学校或教师的教学

安排,考试大纲可能会有所不同,但一般包括以下内容:

1. 基本概念和术语,包括控制系统的定义、分类、基本组成部分,以及控制系统的性能指标等。

2. 信号与系统,包括连续时间信号与离散时间信号,线性时不

变系统的概念,系统的冲激响应、阶跃响应等。

3. 传递函数与状态空间,包括传递函数的定义、性质,状态空

间模型的建立与应用。

4. 闭环控制系统,包括闭环控制系统的基本原理、稳定性分析、根轨迹法、频域分析等。

5. 控制器设计,包括比例积分微分(PID)控制器的设计方法、校正器设计、状态反馈控制等。

6. 系统稳定性分析,包括极点分布、系统稳定性的判据、稳定裕度等。

7. 频域分析,包括频域响应、频域设计等。

8. 数字控制系统,包括采样定理、离散系统的稳定性分析、数字控制器设计等。

9. 控制系统的应用,包括控制系统在工程实践中的应用、案例分析等。

在考试中,学生可能会面对选择题、计算题、分析题等不同类型的题目,要求掌握理论知识并能够灵活运用到实际问题中。考试大纲通常会明确要求学生掌握的知识点和能力,帮助学生有针对性地复习和备考。希望以上内容能够帮助你更好地准备自动控制原理的考试。

834自动控制原理大纲

834自动控制原理大纲

834自动控制原理大纲

自动控制原理是现代控制工程学科的核心内容之一,研究对象是自动控制系统。自动控制系统是由控制对象、控制器、执行器和传感器等组成的一个整体,通过对控制对象进行连续或离散的监测和调节,实现对系统输出进行稳定控制的一种技术手段。

一、自动控制系统的基本概念与原理

1.自动控制系统的定义、分类和特点

2.自动控制系统的基本结构和功能

3.自动控制系统的数学模型及其表示

4.自动控制系统的基本性能指标

二、时间域分析方法

1.系统的时域响应

1.1零状态响应与零输入响应

1.2自由振荡、阻尼振荡和无振荡的判据

2.稳定性分析

2.1系统稳定性的定义

2.2稳定性的判据与判定方法

3.误差分析与校正

3.1静态误差的定义和分类

3.2稳态误差的计算和校正方法

4.系统的动态性能分析

4.1时域性能指标的定义与计算

4.2基本结构的动态性能分析方法

三、频域分析方法

1.系统的频域响应

1.1传递函数与频率特性

1.2频率响应曲线的绘制与分析

2.系统的稳定性分析

2.1稳定性的频率判据与判定方法

2.2 Nyquist稳定判据和频率稳定判据

3.系统的动态性能分析

3.1频域性能指标的定义与计算

3.2 Bode图与Nyquist图的应用

四、校正与补偿设计方法

1.系统的误差校正方法

1.1比例控制

1.2积分控制

1.3比例-积分控制

2.技术变换器的设计

2.1等效转移函数法

2.2直接模拟法

2.3数字信号处理方法

3.系统的补偿设计

3.1校正量的选择

3.2补偿网络的设计方法

五、状态空间分析方法

1.状态方程与状态空间模型

1.1状态方程的建立

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、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;

848自动控制原理考研大纲

848自动控制原理考研大纲

2、线性控制系统分析和设计,包括系统的稳定性、响应速度、精确度等方 面的分析和设计。
3、非线性控制系统分析和设计,包括系统的自激振荡、分叉和混沌等现象 的分析和设计。
4、离散控制系统分析和设计,包括数字控制系统的基本概念、采样和控制 等。
5、控制系统中的计算机辅助设计和技术,包括数字仿真技术、控制程序设 计等。
848自动控制原理考研大纲
0Leabharlann Baidu 一、考试性质
目录
02 二、考试目标
03 三、考试内容
05
五、参考教材和复习 资料
04
四、考试形式和试卷 结构
一、考试性质
848自动控制原理是工程类专业研究生入学考试的重要科目,主要考察学生 对自动控制原理基本概念、理论和实践能力的掌握。本大纲旨在明确考试的目标、 内容和形式,确保考试的公平、公正和有效性。
五、参考教材和复习资料
1、教材:《自动控制原理》, 主编,机械工业社。
2、复习资料:《复习全书》, 主编,高等教育社。
谢谢观看
二、考试目标
本考试旨在测试考生对自动控制原理的基本概念、理论、方法和应用的掌握 程度,包括线性控制系统、非线性控制系统、离散控制系统等。同时,本考试还 测试考生的分析、推理和解决问题的能力,以及表达和沟通的能力。
三、考试内容
1、自动控制系统的基本概念和理论,包括反馈控制系统、开环控制系统、 闭环控制系统等。

《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、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

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。

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、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。

834自动控制原理大纲

834自动控制原理大纲

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一、引论

1.自动控制的定义和概述

2.自动控制在工程中的应用和重要性

3.自动控制的基本概念和术语

二、数学建模

1.控制系统的数学建模方法:微分方程、差分方程和传递函数法

2.电气、机械、热力等典型系统的数学建模

3.稳定性分析和性能指标的数学表达式

三、反馈控制系统的基本原理

1.反馈控制系统的构成和工作原理

2.理想反馈控制系统的数学分析

3.闭环控制系统的稳定性和稳态误差分析

4.可控系统和不可控系统的判定方法

四、传递函数法分析与设计

1.纯时延系统的特点和传递函数表示

2.传递函数法的基本原理和步骤

3.传递函数法在稳态误差分析中的应用

4.一阶、二阶、高阶系统的传递函数表示和稳态特性分析

5.传递函数法在控制系统的设计中的应用

五、根轨迹法分析与设计

1.根轨迹法的基本原理和步骤

2.根轨迹的形状和性质

3.根轨迹法在稳态误差分析中的应用

4.根轨迹法在控制系统的设计中的应用

5.根轨迹法在稳定性和性能指标分析中的应用

六、频率域分析与设计

1.频率响应函数的定义和性质

2.频率域分析的基本原理和步骤

3. Bode图的绘制和解读

4.频率域分析在稳定性和性能指标分析中的应用

5.频率域分析在控制系统的设计中的应用

七、PID控制器和校正

1.PID控制器的定义和性质

2.PID控制器的校正方法:试控、校正加和法等

3.校正方法的设计原则和步骤

4.PID控制器在控制系统中的应用和调试

八、现代控制理论

1.状态空间分析和设计的基本原理

2.可控性和可观性的判定方法

3.传递函数与状态空间之间的转换方法

4.线性二次型调节器的设计方法

901自动控制原理考研大纲

901自动控制原理考研大纲

901自动控制原理考研大纲

1.前言

自动控制原理是现代工程技术领域中的重要学科,广泛应用于机械、电子、汽车、航空航天、化工等多个领域。自动控制原理的考研大纲是考察学生对该学科基本理论、方法和应用的掌握程度,旨在培养学生的工程设计和实践能力。本文档将对自动控制原理考研大纲进行详细介绍。

2.考研大纲概述

自动控制原理考研大纲涵盖了多个知识点,主要包括以下几个方面:

2.1基本概念与基本理论

-自动控制系统的定义与基本概念

-系统建模与传递函数

-控制系统的稳定性与根轨迹

-时域分析与频域分析

2.2系统的动态特性与稳定性

-常见控制器的设计与应用

-实用技术与方法

-控制系统的稳态精度与灵敏度

2.3多变量系统与现代控制理论

-多输入多输出系统的控制

-状态空间方法与观测器设计

-线性二次型规划与最优控制

2.4其他相关内容

-非线性系统与自适应控制

-模糊控制与神经网络控制

-控制系统的实时仿真与硬件设计

3.考研大纲详解

3.1基本概念与基本理论

自动控制原理的基本概念是学习自动控制的起点。这部分内容将对自

动控制系统的定义、控制对象的建模以及传递函数等进行介绍。此外,我们还将学习控制系统的稳定性与根轨迹相关的理论与方法。

3.2系统的动态特性与稳定性

系统的动态特性与稳定性是自动控制原理中的重要内容。本部分将涉

及常见控制器的设计与应用,如比例控制器、积分控制器和微分控制器等。同时,我们还将学习控制系统的稳态精度和灵敏度等重要概念。

3.3多变量系统与现代控制理论

多变量系统是实际工程中常见的情况,因此掌握多变量控制的方法是

必要的。本部分将介绍多输入多输出系统控制的基本原理和方法,以及状态空间方法和观测器设计的理论与实践。此外,线性二次型规划和最优控制也是现代控制理论中的重要内容。

完整版自动控制原理教学大纲

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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。

自动控制原理大纲

自动控制原理大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

课程编号:

课程名称:自动控制原理

英文名称:Automatic Control Theory

课程类型:专业必修课

总学时:63讲课学时:45 上机学时:18

学分:2.5(0.5)

适用对象:能源动力及其自动化专业

先修课程:高等数学、大学物理、积分变换、电路、数字电子技术、模拟电子技术一、课程性质、目的和任务

本课程为能源动力及其自动化专业的主要专业基础课程之一,目的是使学生掌握负反馈控制原理、控制系统数学模型的建立和系统性能分析、设计的基本方法,培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本能力并能满足其它后续专业课程对自动控制理论知识的需要。

二、教学基本要求

本课程采用时域法、根轨迹法和频率特性法对自动控制系统的性能进行分析和设计,学完本课程应达到以下基本要求。

1.掌握负反馈控制原理

掌握负反馈控制原理,能够分析负反馈控制系统的调节过程并画出相应的控制系统方框图。了解控制系统的基本构成和分类。

2.熟悉建立控制系统数学模型的方法

熟悉用拉氏变换法求解线性系统微分方程的基本方法。掌握控制系统传递函数、动态结构图建立和简化方法。

3.熟悉运用时域分析法分析系统性能的方法

掌握典型二阶系统的单位阶跃响应以及性能指标的求取。掌握用劳斯代数稳定判据判断系统的稳定性的方法。掌握求系统的稳态误差及误差系数的方法。

4.熟悉用根轨迹分析法分析控制系统性能的方法

掌握根据系统开环传递函数的零、极点分布绘制闭环系统根轨迹图的基本方法。根据根轨迹图分析控制系统的性能。了解开环零、极点对系统性能的影响。

5.熟悉频率分析法分析控制系统性能的方法

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

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。

834自动控制原理大纲

834自动控制原理大纲

834自动控制原理大纲

自动控制原理是控制工程的基础课程之一,它研究了自动控制系统的基本原理和方法。下面是一个可能的大纲,用于概括自动控制原理的主要内容:

1. 引言。

1.1 自动控制的概念和应用领域。

1.2 自动控制的发展历程。

2. 数学建模。

2.1 控制系统的基本组成部分。

2.2 信号与系统的数学描述。

2.3 状态空间描述法。

3. 时域分析。

3.1 传递函数与系统响应。

3.2 稳定性分析。

3.3 误差分析与稳态性能。

4. 频域分析。

4.1 傅里叶变换与频谱分析。

4.2 传递函数的频域特性。

4.3 系统的频域响应。

5. 控制器设计。

5.1 PID 控制器。

5.2 根轨迹法。

5.3 频率响应法。

6. 系统校正。

6.1 开环校正。

6.2 闭环校正。

6.3 系统校正的实际应用。

7. 多变量控制。

7.1 多变量系统的数学建模。

7.2 多变量控制器设计方法。

7.3 多变量系统的稳定性分析。

8. 高级控制技术。

8.1 模糊控制。

8.2 自适应控制。

8.3 预测控制。

9. 控制系统的性能评价与优化。

9.1 控制系统的性能指标。

9.2 控制系统的优化方法。

9.3 控制系统的鲁棒性分析。

10. 实际应用与案例分析。

10.1 工业控制系统的实际应用。

10.2 控制系统故障诊断与维护。

这个大纲涵盖了自动控制原理的主要内容,从数学建模到控制器设计,再到系统校正、多变量控制、高级控制技术以及控制系统的性能评价与优化等方面。通过学习这门课程,学生将能够掌握自动控制系统的基本原理和方法,并能够应用于实际工程中。

848自动控制原理考研大纲

848自动控制原理考研大纲

848自动控制原理考研大纲

摘要:

一、前言

二、自动控制原理基本概念

1.自动控制系统的定义

2.自动控制系统的基本组成

3.自动控制原理的研究内容

三、自动控制系统的数学模型

1.微分方程模型

2.传递函数模型

3.状态空间模型

四、自动控制系统的稳定性分析

1.稳定性的定义

2.稳定性判据

3.稳定性分析方法

五、自动控制系统的稳态误差分析

1.稳态误差的定义

2.稳态误差分析方法

3.稳态误差与系统参数的关系

六、自动控制系统的动态性能分析

1.动态过程的描述

2.动态性能指标

3.动态性能分析方法

七、自动控制系统的调节器设计

1.调节器的设计原则

2.比例- 积分- 微分(PID)调节器设计

3.其他类型调节器设计

八、现代控制理论简介

1.状态反馈控制系统

2.输出反馈控制系统

3.最优控制系统

九、自动控制系统应用案例

1.温度控制系统

2.飞行控制系统

3.电力系统稳定器

十、考研大纲总结与建议

正文:

【前言】

自动控制原理作为控制科学与工程学科的基础课程,广泛应用于各个领域。本考研大纲旨在帮助考生掌握自动控制原理的基本概念、数学模型、稳定性分析、稳态误差分析、动态性能分析、调节器设计等核心内容,以提高考研成绩。

【自动控制原理基本概念】

自动控制系统是一种通过控制器对被控对象进行调节,使其输出满足预设要求的系统。它由控制器、被控对象、反馈装置三部分组成。自动控制原理主要研究系统的建模、稳定性、稳态误差和动态性能等方面的问题。

【自动控制系统的数学模型】

自动控制系统的数学模型包括微分方程模型、传递函数模型和状态空间模型。其中,微分方程模型描述系统的动态过程;传递函数模型便于分析系统的稳定性;状态空间模型能够全面描述系统的状态和动态性能。

856自动控制原理考研大纲

856自动控制原理考研大纲

856自动控制原理考研大纲

【自动控制原理考研大纲】

一、基本概念

1. 控制系统的定义及组成。

控制系统是指通过采取某种控制手段,对被控对象的输出进行调节,使之能够按照预定要求进行工作,实现对系统的稳定运行和性能优化。

控制系统通常由被控对象、传感器、执行器、控制器和人机界面五个部分组成。

2. 反馈控制系统和开环控制系统的比较。

反馈控制系统以被控对象的输出作为系统操作的依据,通过不断监测系统的输出并与期望输出进行比较,从而调整系统的输入,使系统的输出与期望输出尽量接近。

开环控制系统则是直接根据系统的输入,不考虑系统的输出直接对被控对象进行操作,没有对系统操作效果进行反馈和调整的过程。

二、数学模型与传递函数

1. 系统的数学建模方法。

系统的数学模型是通过对系统进行详细分析和合理假设,将实际系统转化为一组数学方程来描述系统的特性和行为。

数学建模方法主要有物理模型建模、状态空间模型建模和传递函数模型建模三种。

2. 传递函数及其性质。

传递函数是将系统的输入和输出之间的关系用一个分子多项式和一个分母多项式相除的形式来表示的比值。

传递函数具有线性、时不变、因果、稳定等性质。

3. 一阶惯性环节、二阶惯性环节及其传递函数。

一阶惯性环节的传递函数为G(s) = K/(Ts + 1),二阶惯性环节的传递函数为G(s) = K/(T2s^2 + 2ξTs + 1)。

其中K为增益,T为时间常数,ξ为阻尼比。

三、控制器设计

1. 控制器设计的一般步骤。

控制器设计的一般步骤包括确定控制系统的目标、建立数学模型、选择控制策略、设计控制器、仿真与分析,并根据需求进行优化与调整。

《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、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。

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自动控制原理教学大纲

自动控制原理

课程性质:专业技术基础课程

开设学期学时分配:第5学期

适用专业及层次:自动化、测控技术及仪器等工科类大学本科

先行、后继课程情况:先行课:工程数学1、2,电工、电子技术基础等

后继课:过程控制工程,运动控制系统等

推荐参考书:

1.《现代控制工程》绪方胜彦著(卢伯英佟明安罗维铭译)科学出版社

2.《自动控制原理与系统》上、下册清华大学吴麒等国防工业出版社

3.《自动控制原理》孙德宝主编化学工业出版社

4.《自动控制原理》天津大学李光泉主编机械工业出版社

5.《自动控制理论》侯夔龙主编西安交通大学出版社

6.《现代控制工程》第三版 [美] Katsuhiko Ogata 著

卢伯英于海勋等译电子工业出版

一、课程目的及要求:

本课程是自动化专业及其相关专业的一门主要技术基础课,是与后续专业课紧密相关的一门理论性较强的课程。重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法,掌握控制系统的分析,设计方法和技能,并能在后续专业课中应用其理论及方法进行分析和设计控制系统的任务。

本课程重点是线性、连续系统的基本理论,以掌握时域法、根轨迹法和频域法三大经典方法为基本要求。又本着适当扩充现代控制理论的思想,要求掌握状态空间分析法的基本方法和简单应用。对于非线性系统和离散时间系统的分析方法有一定程度的了解。

本课程教学学时数为90学时。

二、课程内容及学时分配:

第一章概述(3学时)介绍本课程研究的课题及方法,明确本课程的目的,介绍自动控制系统的基本原理与方式,控制系统的组成及系统的分类。

1.本课程研究课题及方法

1)自动控制系统的概念及在国民经济中的作用

2)研究对象及课题

3)自动控制理论的发展概况,经典理论与现代理论及其关系

4)课程的内容及特点

2.控制系统简介

1)控制系统的基本组成

2)控制系统的常用术语

3)自动控制系统示例

4)自动控制系统的分类

5)对自动控制系统的基本要求

第二章控制系统的数学模型(10 学时)介绍数学模型的概念,数学模型在分析、研究系统中的重要性,讲解常用的建模方法。1.系统的静态和动态特性

静态、动态特性的概念,动态特性在系统分析研究的作用以及数学描述

2.控制系统的时域数学模型

1)控制系统微分方程的建立

2)非线性微分方程的线性化

3.控制系统的复域数学模型

1)传递函数的定义和性质

2)典型环节及其传递函数

3.控制系统的结构图与信号流图

1)系统结构图的组成和绘制

2)结构图的等效变换和简化

3)信号流图的组成及性质

4)梅逊增益公式

4.动态特性的实验测定法

1)测试原理及方法

2)实验结果的数据处理

第三章线性系统的时域分析法(12 学时)本章着重讨论标准二阶系统的阶跃响应,明确系统的特征参数与性能指标的关系。通过对系统阶跃响应的分析,明确系统稳定的充要条件,掌握时域判稳方法。

1.系统时间响应的性能指标

1)典型输入信号

2)动态过程与稳态过程

3)动态性能与稳态性能

2.一阶系统的时域分析

3.二阶系统的时域分析

1)二阶系统数学模型的标准形式

2)二阶系统的瞬态响应和稳态响应

3)系统参数与特征根及瞬态响应的关系

4.高阶系统的时域分析

1)高阶系统的单位阶跃响应

2)闭环主导极点

5.线性系统的稳定性分析

1)系统稳定的充分必要条件

2)劳斯—赫尔维茨稳定判据

6.线性系统的稳态误差计算

1)误差与稳态误差

2)系统类型与静态误差系数

第四章线性系统的根轨迹法(7 学时)着重讨论根轨迹图的绘制,明确闭环传递函数极点与瞬态响应的关系,了解改变开环增益,增加开环传递函数零、极点对系统质量的影响。

1.根轨迹法的基本概念

1)闭环零、极点与开环零、极点之间的关系

2)根轨迹方程

2.根轨迹绘制的基本法则

3.广义根轨迹

1)参数根轨迹

2)零度根轨迹

4.系统性能的分析

第五章线性系统的频域分析法(15 学时)明确频率特性的基本概念,幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线的绘制方法,熟练掌握典型环节的频率特性,掌握奈魁斯特稳定判据,稳定裕度的概念和计算。

1.频率特性

1)频率特性的基本概念

2)频率特性的几何表示法

2.开环系统的典型环节分解和开环系统频率特性曲线的绘制

1)典型环节的频率特性

2)开环幅相频率特性曲线的绘制

3)开环对数频率特性曲线的绘制

3.奈魁斯特稳定判据

4.稳定裕度

1)相角裕度

2)幅值裕度

5.闭环系统的频域性能指标

第六章线性系统的校正方法(6 学时)掌握控制系统的基本控制规律,校正的基本方式,常用校正装置的特性。

1.系统的设计与校正问题

1)性能指标

2)校正方式

3)基本控制规律

2.常用校正装置及其特性

1)无源校正装置

2)有源校正装置

3.串联校正

1)串联超前校正

2)串联滞后校正

3)串联滞后—超前校正

4.反馈校正

第七章线性离散系统的分析与校正(10 学时)掌握连续系统的离散化方法,采样控制系统的基本原理,采样过程和采样定理及其数学描述。

1.离散系统的基本概念

1)采样控制系统

2)数字控制系统

2.信号的采样与保持

1)采样过程及其数学描述

2)香农采样定理

3)采样周期的选取

4)信号保持

3. Z变换理论

4.离散系统的数学模型

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