自动控制原理教学大纲-西南交通大学

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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》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。

三、教学学时分配表四、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。

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。

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲课程编号:0806303001课程名称:自动控制原理英文名称:Theory of Automatic Control课程类型::专业基础必修课总学时:72 讲课学时:64 实验学时:8学时:72学分:4.5适用对象:自动化专业先修课程:电路原理、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自动化专业的主要专业基础课程之一,目的是使学生掌握控制系统数学模型的建立和系统性能分析、设计的方法,培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本能力,以及分析问题、解决问题的能力和自学能力。

为学生学习后续课程打下基础。

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.熟悉建立系统数学模型的方法。

熟悉用拉氏变换解线性微分方程的基本方法。

掌握求系统传递函数、动态结构图建立和简化的方法。

2.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。

3.熟悉用根轨迹分析法分析控制系统性能的方法。

了解根据系统开环传递函数的零、极点分布绘制闭环系统的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。

4.用频率分析法分析控制系统的性能熟悉典型环节频率特性的求取以及频率特性曲线的绘制,掌握开环系统频率特性曲线的绘制。

了解根据开环频率特性曲线分析闭环系统性能的方法。

熟悉用奈氏稳定判据判断系统稳定性的方法5.熟悉控制系统性能的设计与校正的方法。

掌握串联超前校正、串联滞后校正的校正装置参数的设计。

了解串联滞后—超前校正的校正装置参数的设计。

三、教学内容及要求(一)自动控制系统的基本概念了解自动控制原理的主要任务以及研究对象,熟悉自动控制系统的基本结构,自动控制系统的类型,对控制系统的基本要求,自动控制原理课程的主要内容:1.自动控制与自动控制系统2.自动控制系统的分类3.对控制系统的性能要求4.自动控制理论发展简述(二)自动控制系统的数学模型熟悉系统微分方程的建立,拉氏变换及其应用。

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲课程名称:Automatic Control Theory课程类型:学科基础课学 时:80学时 理论学时:74 实验学时:6学 分:5适用对象:自动化、测控技术与仪器专业本科一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化及测控技术与仪器专业的学科基础课。

本课程的学习任务要求学生掌握经典控制论的基本概念、基本原理和基本方法。

目的在于使学生掌握控制理论基本概念的基础上,具备对系统进行定性分析、定量估算和动态仿真能力,为专业课学习和工程实践打下必要的基础。

先修课程:《高等数学》、《复变函数》、《电路》、《模拟电子技术》。

二、教学基本要求1 熟练掌握线性定常连续系统建模方法及各类数学模型之间的相互转换;2 熟练掌握线性定常连续系统的分析方法(包括时域分析法、根轨迹法和频率法),并能够利用这些方法分析系统的稳定性、动态性能和稳态性能;3 掌握线性定常连续系统的串联校正法,了解反馈校正和复合校正基本原理;4掌握线性定常离散系统的数学描述及分析方法。

三、课程内容及学时分配1 概述 (2学时)2 控制系统数学模型(8学时)(1)时域数学模型(2)复域数学模型(3)结构图与信号流图(4)闭环传递函数3 控制系统时域分析(14学时)(1)时域性能指标(2)一阶系统时域分析(3)二阶系统时域分析(4)高阶系统时域分析(5)线性系统稳定性分析(6)线性系统稳态误差计算(7)顺馈控制的误差分析4 控制系统根轨迹分析(8学时)(1)根轨迹法的基本概念(2)根轨迹的绘制法则(3)零度根轨迹(4)参数根轨迹(5)系统性能分析5 控制系统频域分析(16学时)(1)频率特性概念(2)典型环节频率特性(3)开环系统频率特性绘制(4)频域稳定判据(5)稳定裕度(6)闭环频域性能6 线性系统校正方法(6学时)(1)系统的设计与校正(2)常用校正装置及其特性(3)串联校正(4)反馈校正7 离散系统分析(10学时)(1)离散系统基本概念(2)信号的采样与保持(3)z变换理论(4)离散系统数学模型(5)稳定性与稳态误差(6)动态性能分析8 非线性系统分析(10学时)(1)非线性控制系统概述(2)常见非线性特性及其对系统运动的影响(3)相平面法(4)描述函数分析法四、实验教学内容及要求模拟实验2学时:①典型环节模拟 ②*一阶、二阶系统分析上机实验4学时:①系统建模与时域分析 ②根轨迹与频域分析 ③*线性定常系统校正 五、教材及参考书教材:《自动控制原理》 李友善 主编 国防出版社出版《自动控制原理》 胡寿松 主编 科学出版社出版参考书目:《自动控制原理习题集》 胡寿松 主编 科学出版社出版《自动控制原理300题》 李友善等 主编 国防出版社出版《现代控制工程》(第三版)卢伯英等译电子工业出版社出版《自动控制原理讲义》(上) 自编大纲制定:宋雪玲大纲审定:刘朝英制定日期:2005年4月《自动控制原理》课程教学大纲课程名称:Automatic Control Theory课程类型:学科基础课 理论学时:40 实验学时:8学 时:48学时学 分:3适用对象:工业工程专业本科一、课程的性质、目的和任务本课程是工业工程专业的学科基础课。

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲1.教学目的及任务:《自动控制原理》课程是自动化、测控技术及仪器、电子信息工程及通信工程等相关专业的平台课。

通过本课程的教学(讲课、实验和习题课),使学生了解自动控制系统的组成、特点及专业术语,学习并掌握古典控制理论的基本分析、设计方法,为后续的理论课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础。

培养学生的独立思考能力和实践能力,使学生成为有思想、会学习、能创新的新一代高素质创新型的人才。

通过课堂教学环节与实践教学环节相结合,强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握:要求学生掌握控制系统的数学模型的建立方法,了解控制系统的基本校正方案,并掌握对各种控制系统的性能进行分析的基本方法。

同时结合本课程特点,培养学生的学习和创造能力。

2.教学内容的结构:1.基本知识模块(4学时)2.数学模型的建立与求解模块 (10学时)3.线性连续系统的时域分析模块(24学时,其中包含4学时的实验)4.线性连续系统的频域分析与设计模块(24学时,其中包含4学时的实验)5.非线性系统分析模块(10学时,其中包含2学时的实验)6.线性离散系统综述模块(8学时,其中包含2学时的实验)注:上述6个知识模块是按照自动化专业的计划(80学时,其中包含12学时的实验)设计的,其中1、2、3模块是必须按先后顺序选择的,后面几个模块则可以针对不同专业不同学时的需求,任意选用。

3.模块或单元教学目标与任务:1)自动控制系统的基本概念(对应教材的第1章)⑴了解自动控制系统的基本结构和特点及其工作原理;⑵了解闭环控制系统的组成和基本环节;⑶掌握反馈控制系统的基本要求——稳定性、暂态和稳态性能指标——的基本定义;⑷学会分析自动控制系统的类型及本质特征。

2)自动控制系统的数学模型(对应教材的第2章)⑴简单物理系统的微分方程和传递函数的列写及计算;⑵非线性模型的线性化方法;⑶方块图和信号流图的变换与化简;⑷开环传递函数与闭环传递函数的推导和计算。

自动控制原理教学大纲

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教务处
一、课程性质
《自动控制原理》是一门培养学生自动控制系统分析设计能力的主干技术基础课,主要讲授自动控制系统基本知识、基本理论和基本方法,在自动化专业培养计划中,它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。

自动控制技术是现代化技术中重要的方面,主要讲述现代自动控制技术的基本原理与结构模型,自动控制系统的分析方法与设计方法使学生具备自动化控制的基础理论知识以及实践能力。

二、课程目标
(一)掌握自动控制的定义、组成、基本控制方式、特点及基本
要求。

(二)掌握拉普拉斯变换的概念和数学方法及定位。

(三)掌握控制系统时域分析法。

(四)掌握线性系统的稳定性分析和劳斯稳定判据。

(五)掌握线性系统稳态误差计算。

(六)掌握线性系统频率响应、频率特性和矫正方法。

三、参考学时
168学时
四、课程内容
五、教学实施建议
(一)教师在理论课的讲授过程中,力求对内容高度熟练,做到深
入浅出地讲解,引导学生逐步理解课程的重点和难点,让学生
掌握基本概念、基本理论和基本技术。

总结起来,在教学中使
用的讨论式教学、推演式教学、项目教学法、实验法、引导
教学法、情境教学法、理论联系实际的教学方法都收到了较
好的效果。

(二)注重现代教育技术手段的应用,合理地运用现代信息等手
段,可以提高教学效率、加速学生创新能力的培养。

具体做法
有使用多媒体教学、利用网络资源、使用仿真平台如MATLAB
软件的仿真实验,可以充分利用MATLAB软件的方便特性,很
直观的看到实验结果,验证课堂上学过的理论知识,节省实验
时间。

《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》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。

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。

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲课程编号:21311104总学时数:72(理论60,实验12)总学分数:4.5课程性质:专业必修课适用专业:电气工程及其自动化一、课程的任务和基本要求:本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。

掌握分析与综合线性控制系统的三种方法:时域法、根轨迹法和频率法。

掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。

了解非线性控制系统的分析和综合方法。

建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。

通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。

结合各种实践环节,进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。

从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、智能控制、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。

自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节,因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。

二、基本内容和要求:1. 基础知识(1)人工控制和自动控制(2)开环控制系统(3)闭环控制系统(4)反馈控制系统的组成、分类和性能指标要求:了解控制理论的发展史、开环控制系统与闭环控制系统、反馈控制系统的组成、分类和性能指标。

2. 单变量线性定常系统的数学描述(1)系统的动态特性(2)单变量线性定常系统的数学描述(3)典型环节及其传递函数(4)控制系统方块图(5)信号流图(6)非线性微分方程线性化要求:控制系统微分方程的建立,传递函数的基本概念和定义,传递函数的性质,基本环节及传递函数,控制系统方框图及其绘制,方框图的变换规则,典型系统的方框图与传递函数,方框图的化简,用梅森增益公式化简信号流图。

3. 单变量线性定常系统的性能指标(1)单变量线性定常系统的输出响应(2)单变量线性定常系统的稳定性(3)劳斯稳定判据(4)控制系统的瞬态特性(5)控制系统的稳态特性(6)动态误差系数要求:掌握线性定常系统的瞬态特性和稳态特性,掌握劳斯判据。

自动控制原理 教学大纲

自动控制原理  教学大纲
课程教学大纲
课程编号
03100510
开课学院
自动化学院
开课系
031
课程名称
中 文
自动控制原理
课程类别
必修课
英 文
Principles ofAutomatic Control
课程学时
总学时
理论教学
实验教学
上 机
课程设计
64
64
√1.有 2. 无
课程简Байду номын сангаас:
简要描述课程的性质及专业地位,培养目标(理论、能力和技能)
先修课程
高等数学、电路、模拟电路、数字电路、信号与系统
使用教材
《自动控制原理》(第二版)陈复扬,姜斌 国防工业出版社
参考书目与文献
《现代控制系统》(第八版) [美]Richard C.Dorf 等高等教育出版社
课程相关主要网站
/ftp/index.asp
课程教学方式
明确课程考核成绩由几个部分构成,考核的侧重点,相对于知识单元(或课程的各个构成部分)大致的分数分配。考核形式(如开卷考试、闭卷考试、面试、停课考试、随堂考试、总结报告等)。
本课程考核成绩由以下两部分组成:
(1)平时成绩,10分,包括到出勤、课堂纪律、课外作业三方面;
(2)卷面考试成绩,90分。
卷面考试,如果以100分计,则基础知识部分占60分,综合知识应用部分
重点与要求:掌握脉冲传递函数概念和求取方法,掌握离散系统的稳定性分析。
这部分需要8学时。
7.非线性控制系统的分析,包括:(1)非线性控制系统概述(2)常见非线性特性及其对系统性能的影响(3)*描述函数法。
重点与要求:掌握运用描述函数法分析非线性系统。
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《自动控制原理》教学大纲
课程名称:自动控制原理Automatic Control Theory
课程学科类别:工学电气信息类
学时与学分:64/4
先修课程:高等数学、复变函数、积分变换、大学物理、电路分析、信号与系统、模拟电子技术等
课程教学目标:
1. 系统地掌握基于经典控制理论进行控制系统分析和设计的基本原理与基本方法,理解经典控制理论的基本思想;
2. 能够应用经典控制理论进行控制系统的分析与设计;
3. 能够应用MATLAB等软件工具和实验装置进行控制系统的仿真分析及设计。

适用学科专业:电气工程及其自动化,电子信息工程
教学手段与方法:课堂面授、实验教学
基本教学内容与学时安排:
一、理论教学内容(56学时):
1.绪论(2学时)
控制理论和技术的发展历史以及自动控制系统的一些基本概念。

2.控制系统的数学模型(6学时)
控制系统的输入/输出模型(微分方程、传递函数、频率特性);非线性数学模型的线性化;控制系统的框图模型;控制系统的状态空间模型;输入/输出模型与状态空间模型之间的转换。

3.控制系统的时域分析(7学时)
控制系统的动态特性分析(一阶系统的响应;典型无零点二阶系统的响应及性能指标;具有零点的二阶系统的响应;高阶系统的响应);控制系统的稳定性分析;控制系统的稳态特性分析。

4.控制系统的复数域分析(8学时)
根轨迹法的基本概念;根轨迹的绘制规则及根轨迹的绘制。

5.控制系统的频域分析(10学时)
频率响应法的基本概念;频率特性图的绘制;奈奎斯特稳定判据;稳定裕量。

6.控制系统的设计和校正(15学时)
线性控制系统设计和校正的基本概念;常用校正环节及其特性;基于频率法的串联校正(超前、滞后、滞后-超前);基于根轨迹法的串联校正(超前、滞后、滞后-超前)。

7.非线性控制系统分析(8学时)
描述函数法;非线性控制系统的描述函数分析;相平面法;非线性控制系统的相平面分析。

二、实验教学内容(8学时):
实验一典型环节的模拟研究;
实验二瞬态响应和稳定性
实验三线性控制系统根轨迹分析
实验四线性控制系统的频率特性测试
实验五频域法串联超前校正
实验六频域法串联滞后校正
实验七非线性控制系统
实验八模拟直流电机闭环调速实验(综合实验)
教材及教学参考书
1.现代控制系统(第八版). Richard C. Dorf, Robert H. Bishop,谢红卫等译.高等教育出版社, 2001.
2.Modern Control Systems(Ninth Edition) (英文影印版). 科学出版社2002.
3.自动控制原理(上下册). 黄家英. 高等教育出版社, 2003
4.自动控制原理(上下册). 吴麒. 清华大学出版社,
5.自动控制理论新编教程. 张汉全等. 西南交通大学出版社,
考核方式
考试;作业;课程报告及实验成绩
撰稿人:金炜东审核:胡鹏飞。

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