《自动控制理论II》课程教学大纲(精)
02306自动控制理论二
湖北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：自动控制理论（二）课程代码：02306第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点自动控制理论（二）是高等教育自学考试”电气工程及其自动化”专业（专升本）的一门专业课程。
该课程侧重于从理论的角度，系统地阐述自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍对自动控制系统建模、分析、设计过程中应用的各种原理、思想和方法。
二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，应理解和掌握自动控制系统分析的基本方法、理论及应用。
课程内容主要包括以下几个方面：控制系统导论、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法、线性系统的校正方法、线性离散系统的分析。
三、与本专业其他课程的关系在学习本课程之前，考生应具有高等数学、电路、信号与线性系统、电子技术等课程的相关知识和理论基础，本课程与后续课程有一定关联。
第二部分考核内容与考核目标第一章控制系统导论一、学习目的与要求通过学习，掌握自动控制系统的基本概念和分类，理解自动控制系统的基本要求。
二、考核知识点与考核目标（一）自动控制的基本原理（重点）1、自动控制技术及其应用（理解），2、自动控制理论（理解），3、反馈控制原理（理解），4、反馈控制系统的基本组成（理解），5、自动控制的基本控制方式（理解）。
（二）自动控制系统示例（一般）1、函数记录仪（识记），2、电阻炉微型计算机温度控制系统（识记），3、锅炉液位控制系统（识记）（三）自动控制系统的分类（次重点）1、线性连续控制系统（理解），2、线性定常离散控制系统（理解），3、非线性控制系统（理解）（四）自动控制系统的基本要求（重点）1、基本要求的提法（理解），2、典型外作用（理解）第2章控制系统的数学模型一、学习目的与要求通过学习，熟悉傅里叶变换与拉普拉斯变换以及控制系统的时域、复数域数学模型，掌握控制系统的结构图与信号流图。
二、考核知识点与考核目标（一）傅里叶变换与拉普拉斯变换（重点）1、傅里叶级数（识记），2、傅里叶积分与傅里叶变换（理解），3、拉普拉斯变换（理解），4、拉普拉斯变换的积分下限（理解），5、拉普拉斯变换定理（理解），6、拉普拉斯变换反变换（理解）。
《自动控制原理II》课程教学大纲
《自动控制原理n》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：04110111课程名称：自动控制原理II课程英文名称:Automatic Control Theory II课程所属单位：电气信息工程系自动化教研室课程面向专业：电子信息、通信工程及机械类专业课程类型：必修课先修课程：拉氏变换、数字电路、模拟电路、电机学学分：3总学时：48 （其中理论学时：42 实验学时：6）二、课程性质与目的本课程为理工科院校电子信息专业、通信工程专业以及机械类等非自动化专业重要的必修专业基础课，是自动控制系统、自适应控制、智能控制等专业课程的先修课程。
通过本课程的学习，培养学生分析、设计控制系统的能力，熟练掌握MatLab软件在控制系统的应用.通过实践性教学环节的训练，培养学生工程实践能力。
三、课程教学内容与要求第一章自动控制的一般概念（一）主要内容：1、正确理解并熟练掌握必要的基本概念：反应、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象：2、熟练掌握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（一）主要内容：1、掌握用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型一微分方程；2、熟练掌握典型元部件的传递函数的求取、结构图以及信号流图的绘制、由结构图等效变换求传递函数、由梅森公式求传递函数。
（二）重点：1、常用元部件传递函数的求取；2、系统传递函数的求取。
（三）难点：1、结构图等效变换；2、梅森公式的应用。
第三章线性系统的时域分析法（-）主要内容：1、正确理解并熟练掌握时域性能指标的定义；2、熟练掌握一阶和二阶系统性能指标的求取，了解二阶系统性能改善的方法；3、掌握用MatLab求高阶系统动态性能指标；4、熟练掌握劳斯稳定判据及其应用、稳态误差的分析与计算，了解减小或消除稳态误差的方法。
（二）重点：二阶系统动态性能计算及劳斯判据。
（三）难点：扰动作用下减小或消除稳态误差的措施。
第四章线性系统的根轨迹法（-）主要内容：1、正确理解并掌握根轨迹的概念、根轨迹方程；2、熟练掌握绘制根轨迹的基本法那么、用根轨迹分析系统；3、了解主导极点的概念。
自动控制理论》教学大纲.
《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。
自动控制理论(二)实验教学大纲.doc
自动控制理论（二）实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据本校《2005级本科专业培养计划》和自动控制理论（二）课程教学大纲制定本实验教学大纲。
二、本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配序号实验项目名称内容简介（50字左右）实验学时实验要求实验类型实验类别每组人数1离散系统仿真实验要求学生能够利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱分析采样周期和开环增益对离散系统稳定性的影响；分析采样器和保持器对离散系统动态性能的影响。
2必修验证基础12非线性系统仿真实验要求学生能够分别利用MATLAB中的函数库编写M文件和SIMULINK 仿真工具箱完成控制系统的相轨迹绘制；利用相平面图进行系统分析等。
2必修验证基础13非线性系统实验要求学生能够利用TD-AC/ACS模拟学习机搭建几种常见的典型非线性环节的模拟电路图并做模拟仿真。
2必修验证基础2三、本实验课在该课程体系中的地位与作用自动控制理论（二）实验是自动控制理论（二）课程的重要组成部分，属于学科基础实验范畴。
作为与相关教学内容配合的实践性教学环节，应在自动控制理论（二）课教学过程中开设。
学生应具有自动控制理论（一）、电子技术、系统仿真等的基础知识。
四、学生应达到的实验能力与标准1.通过实验进一步了解和掌握离散系统、非线性系统分析的基本原理与方法。
2.学习和掌握系统模拟电路的构成和测试技术。
3,学习和掌握MATLAB语言和SIMULINK仿真环境。
4,初步具备设计、安装、调试实际电路的基本技能。
五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一离散系统仿真实验1.实验的基本内容研究采样周期和开环增益对离散系统稳定性的影响；熟悉采样器和保持器对离散系统动态性能的影响。
2.实验的基本要求要求学生能够利用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱分析采样周期和开环增益对离散系统稳定性的影响；分析采样器和保持器对离散系统动态性能的影响。
3.实验的基本仪器设备和耗材装有MATLAB软件的计算机一台；实验二非线性系统仿真实验1.实验的基本内容熟悉并巩固相轨迹的绘制及用相平面法对系统进行分析。
《自动控制理论II》教学大纲
旗开得胜《自动控制理论II》课程编号：课程名称：自动控制理论II；The Theory of Automatic Control II学时：56 学分：3.5先修课程：《自动控制理论I》一、目的与任务《自动控制理论》是自动化和电气工程及其自动化专业本科生的主干专业基础课，由《自动控制理论I》和《自动控制理论II》两部分组成。
《自动控制理论II》的任务是使学生掌握线性定常离散时间系统、非线性系统和最优控制系统的基本概念和知识，具有系统分析和设计的能力。
为本进一步的深入学习和发展打下坚实的基础。
二、教学内容及学时分配第一章离散控制系统(10学时)§1-1 绪论§1-2 离散控制系统的建模1.2.1连续时间系统的离散化1.2.2 离散控制系统的状态空间模型1.2.3离散控制系统的方框图模型§1-3离散控制系统的频域描述1.3.1信号的采样与保持1.3.2 z-变换与z-反变换1.3.3离散控制系统的脉冲传递函数模型1旗开得胜§1-4 离散控制系统的特性分析1.4.1离散控制系统的暂态特性分析1.4.2 稳定性定义及其判据1.4.3离散控制系统的稳态误差分析§1-5离散控制系统的状态空间分析与设计1.5.1 可控性分析1.5.2 可观测性分析1.5.3 离散控制系统的最小实现1.5.4离散控制系统的平衡实现*1.5.5 状态反馈1.5.6 状态观测器及带状态观测器的状态反馈§1-6基于I/O特性的设计校正1.6.1 极点配置法1.6.2 最小拍设计1.6.3 无纹波最小拍设计第二章非线性控制系统(10学时)§2-1 概述§2-2描述函数法2.2.1 非线性特性的描述函数2.2.2 描述函数的解析计算2.2.3 自激振荡及其稳定性分析2.2.3 强迫振荡§2-3相平面法2.3.1 奇点及其分类2.3.2 相轨迹绘制的解析方法2旗开得胜2.3.3 等倾线方法§2-4 极限环的存在性判据*第三章稳定性理论(8学时)§3-1基础知识3.1.1 n R中的度量3.1.2 n R上的标量函数3.1.3 奇点及其稳定性§3-2 局部稳定性理论3.2.1 Lyapunov直接法3.2.2 一阶近似法§3-3 渐进稳定域和全局稳定性3.3.1 Lyapunov直接法3.3.2 线性系统的稳定性§3-4 Lyapunov函数的构造3.4.1Schultz-Gibson变量梯度法3.4.2 Krasovskii法§3-5频域稳定性判据3.5.1 绝对稳定性3.5.2 Popov判据3.5.3圆判据第四章最优控制系统(28学时)§4-1最优控制与变分法4.1.1 最优控制问题的数学描述4.1.2 函数空间中的度量4.1.3泛函与变分3旗开得胜4.1.4 Euler方程4.1.5 有约束的变分问题§4-2 Pontryagin最小值原理与Hamilton-Jacobi理论4.2.1 Pontryagin最小值原理4.2.2 Hamilton-Jacobi理论§4-3线性二次最优控制系统4.3.1 有限时间线性二次调节器I：Pontryagin方法4.3.2 有限时间线性二次调节器II：Hamilton-Jacobi方法4.3.3 无限时间线性二次调节器：Riccati方程及其镇定解4.3.4 线性二次最优输出调节器4.3.5 线性二次最优跟踪调节器§4-4 Bellman动态规划4.4.1 最优多级决策过程4.4.2 最优性原理4.4.3 最优控制的动态规划方法§4-5 最优离散时间控制系统4.5.1离散时间系统的变分4.5.2最优离散二次状态调节器4.5.3最优离散系统的Bellman动态规划方法§4-6 H无穷最优控制理论简介4.6.1 H无穷最优控制问题的提法4.6.2模型匹配问题4.6.3 Hankel算子与模型逼近理论4.6.4 一类H无穷控制问题的通解4三、考核与成绩评定统一英文命题，英文答题。
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II》中英文课程简介
《自动控制理论II》中英文课程简介英文名称：Automatic Control Principle 课程编号：适用专业：安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化学时：72学分：4实验学时：8课内上机学时：0一、预修课程高等数学Ⅰ、复变函数与积分变换Ⅰ、线性代数Ⅰ、电路分析基础二、中文内容提要《自动控制理论II》主要介绍了自动控制理论的基本概念、分析方法和设计方法。
通过本课程的学习，使学生能够建立起控制系统的数学模型，利用经典控制理论和现代控制理论的分析方法进行系统的性能分析，并能够根据系统性能指标的要求进行系统的设计。
三、英文内容提要Automatic Control Principle mainly introduces: basic conceptions of automatic control principle, analytical methods, and design methods. The purpose is that students can found a mathematic model and systematically analyze capability of system and design system according to demand of capability index by studying this course.四、教材：《自动控制原理》.胡寿松.科学出版社，2004年五、教材类别：校外编制订者（签字）：校对者（签字）：审定者（签章）：批准者（签章）：《自动控制理论Ⅱ》课程教学大纲英文名称：Automatic Control Principle课程编号：适用专业：安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化学时：72 学分：4课程类别：学科大类基础课课程性质：必修课一、课程的性质和目的本课程是一门必修课。
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系统分析和设计的一般规律，同时，通过本课程的学习，使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念，掌握线性离散系统分析和设计的一般规律。
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《自动控制理论II》课程教学大纲
【课程代码】：22315168
【英文译名】：Automatic Control Theory II
【适用专业】：自动化
【学分数】：2.5
【总学时数】：40
【实践学时】：0
一、本课程教学目的和课程性质
《自动控制理论II》是自动控制理论I的后续课程，是自动化专业的专业基础课。
学生通过本门课程学习，在离散系统分析、单输入单输出线性定常系统的状态空间模型的建立、线性变换及规范化、状态方程的求解、系统可控性与可观测性的研究以及状态反馈与状态观测器的设计等方面具备必要的知识，为学生深入研究线性系统及其他有关现代控制理论的后续课程和从事工业控制系统的设计与改造打好基础。
二、本课程的基本要求
(一) 基本原理
1．熟悉离散系统的基本概念；掌握离散控制系统的理论和分析方法；
2．熟悉状态空间的基本概念及相关术语；
3．会建立系统的状态空间表达式，了解通过线性变换变成标准型法；
4．掌握状态转移矩阵法，会求解线性系统状态方程的解；
5．掌握系统能控性和能观性的概念及判据；
6．掌握状态反馈方法，了解状态观测器；
7．理解控制系统的李雅普诺夫稳定性概念。
(二) 获得以下基本技能
1．初步掌握计算机控制系统设计的理论方法；
2．掌握线性控制系统的状态空间分析法；
3．能用状态空间法进行控制系统的综合设计；
4．基本学会用MATLAB对控制系统进行典型分析。
三、本课程与其他课程的关系(前修课程要求，后继课程等)
前修课程：自动控制理论I，微分方程，线性代数，复变函数
后继课程：运动控制，过程控制，计算机控制系统等
四、课程内容
1．离散控制系统
知识点：计算机控制系统组成；采样过程；采样定理；零阶保持器；Z变换定义及计算方法；Z变换基本定理；Z反变换及计算方法；线性差分方程及求解；环节的脉冲传递函数；闭环脉冲传递函数；(纯)离散系统方框图及其简化；Z平面的稳定性分析；朱利稳定判据；数字控制系统的暂态、稳态、误差分析。
重点：采样定理、零阶保持器；带有零阶保持器环节的脉冲传递函数计算；闭环脉冲传递函数计算；系统性能分析。
难点：绘制(纯)离散系统方框图；典型计算机控制系统设计方法。
2．线性系统的状态空间模型
知识点：状态空间描述的基本概念；线性时不变系统状态空间模型；输入输出描述转换为状态空间模型；状态方程的标准形。
重点：系统状态空间描述；状态空间的标准形。
难点：状态空间的概念及状态方程的建立；状态转移阵和系统性能的关系。
3．线性系统的运动分析
知识点：状态空间描述的传递函数矩阵计算；特征多项式和特征值；线性定常系统的运动分析、状态转移阵、脉冲响应阵；线性连续系统的离散化；离散状态空间分析。
重点：状态转移矩阵及其计算。
难点：状态转移矩阵和系统性能的关系。
4．线性系统的能控性和能观测性
知识点：能控性和能观性的定义；能控标准形和能观标准形；能控性和能观性的判据。
重点：能控性和能观性标准形，能控和能观判据。
难点：能控性和能观性与系统性能之间的关系。
5．线性系统的状态空间综合
知识点：状态反馈和输出反馈；极点配置；状态观测器；引入状态观测器的状态反馈系统特性。
重点：状态反馈、极点配置法设计线性控制系统。
难点：极点配置与系统性能的关系。
6．李雅普诺夫稳定性分析
知识点：李亚普诺夫意义下运动稳定性的基本概念；李亚普诺夫第二法主要定理；系统运动稳定性判据。
重点：李亚普诺夫意义下稳定性的概念及稳定性判据。
难点：李亚普诺夫意义下稳定性的概念的建立。
五、教学方法建议
1．采用启发式与演示（动画）、仿真（MATLAB）相结合的方法；
2．循序渐进，重视基础、强调应用、培养分析能力。
六、考核方式
本课程为考试课。
拟采取结构评分方式，总成绩＝平时成绩 + 期末考试成绩。
平时成绩比例不超过30％。
其中平时成绩主要参考书面作业、课堂测验、以及出勤率等。
期末考试采取闭卷考试的形式，试卷命题以课程教学大纲与知识点范围为依据。
采用“教考分离”考核方式，期末考试题由题库中抽取。
七、其它说明(如习题或作业，实践环节内容和要求)
1．每章均布置一定数量的习题，让学生在课外完成，加深对该课程的理解与掌握；
2．MATLAB辅助分析与仿真的上机实习安排在课外进行。
八、选用教材及主要参考书
1．建议教材
郭圣权,毕效辉.现代控制理论.北京:中国轻工业出版社,2006
2．主要参考书
[1] 王划一.现代控制理论基础.北京:国防工业出版社,2004
[2] 黄家英.自动控制原理.北京:高等教育出版社,2003
[3] 刘豹.现代控制理论.北京:机械出版社,1989
[4] 卢伯英,于海勋译.现代控制工程.北京:电子工业出版社,2000
[5] 胡寿松.自动控制原理.北京:科学工业出版社,2004
九、学时分配
编写负责人：审核人：部门主管领导：。