自动控制原理课程教学大纲
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。
【2024版】自动控制原理经典部分课程教学大纲
可编辑修改精选全文完整版《自动控制原理（经典部分）》课程实验教学大纲课程编号课程名称（中文）自动控制原理（经典部分）课程名称（英文）Theory of Automatic Control(classical)实验性质非独立设课课程属性专业基础适用专业自动化先修课程数学分析，高等代数，复变函数与积分变换，电路，模拟电子技术，数字电子技术总学时90 实验学时18 总学分 5制定单位信息与电气工程学院制定时间一、实验的性质、目的和任务《自动控制原理》课是自动化专业的专业基础课程，自动控制原理实验课程是一门理论验证型实验课程，结合自动控制理论课开设了一系列相应的实验，使学生理论与实践结合，更好的掌握控制理论。
通过实验，学生可以了解典型环节的特性、模拟方法及控制系统分析与校正方法，掌握离散控制系统组成原理、调试方法；使学生加深对控制理论的理解和认识，同时有助于培养学生分析问题和解决问题的工程综合能力，拓宽学生的专业面和知识面，为以后的深入学习与工作打下扎实的基础。
二、实验的基本内容与要求序号实验项目学时数内容与要求实验属性必开选开1 典型环节的时域响应2 （1）掌握自动控制原理实验箱的使用方法。
（2）学习用电路构成所需要的系统仿真模型(传递函数)。
（3）掌握典型环节模拟电路的研究方法，观测各种典型环节的阶跃响应曲线。
（4）通过对典型电路分析和实验，掌握系统数学模型的理论建模方法和实验测定法。
验证√2 典型系统瞬态响应和稳定性分析2 （1）掌握瞬态性能指标的测试技能。
（2）了解参数变化对系统瞬综合√态性能和稳定性的影响。
（3）研究二阶系统阻尼系数ξ和自然振荡频率ωn与系统结构之间的关系。
（4）按实验步骤绘出实验线路、标出原始数据，画出输出波形图。
3 线性系统的根轨迹分析2 （1）掌握绘制根轨迹的基本法则。
（2）掌握闭环主导极点的概念。
（3）了解闭环极点的分布与系统性能的关系。
综合√4 线性系统的频率响应分析2 （1）学习测量系统（或环节）频率特性曲线的方法和技能。
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。
《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。
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。
4. 课程设计：要求学生独立或小组完成一个自动控制系统的设计项目，培养学生的创新能力和团队合作精神。
五、教学评估1. 课堂小测验：定期进行课堂小测验，检查学生对理论知识的掌握情况。
2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，评估他们在实验实践中的能力和理解程度。
3. 课程设计评估：对学生的课程设计项目进行评估，考察他们的创新能力和团队合作能力。
《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》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。
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物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：04210164课程性质：专业必修课先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析总学时数：76学分：4适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业(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。
它侧重于理论角度，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) 课程的目的与任务本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。
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，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。
为各类计算机控制系统设计打好基础。
(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以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步掌握高阶系统分析方法、主导极点的概念。
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，掌握绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频域性能指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。
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(五) 大纲内容第一章自动控制的一般概念1、教学目的: 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。
2、基本要求：掌握基本概念：自动控制、反馈、控制系统的构成。
要求初步了解如何由系统原理图形成系统的原理方块图及判别控制方式的方法。
要求初步了解本门课程的意义与作用。
3、教学提示：透彻分析自动控制系统的反馈原理。
4、教学内容：a、自动控制的任务b、自动控制的基本方式c、对控制系统的性能要求5、教学重点与难点：重点：基本控制方式及特点；对控制系统性能的基本要求难点：建立元件方块图的方法；自动控制系统实例6、小结：本章内容包括自动控制的定义、基本控制方式及特点，对控制系统性能的基本要求，建立元件方块图的方法，自动控制系统的分类，自动控制系统实例。
7、作业：1-1、1-2、1-3第二章自动控制系统的数学模型1、教学目的：掌握传递函数及动态结构图的概念、意义、求取方法和简化方法；理解自动控制系统的建模方法和步骤；了解非线性微分方程的线性化方法。
2、基本要求：掌握基本概念：传递函数及动态结构图。
掌握求传递函数基本方法：结构图的变换。
3、教学内容：a、自动控制系统微分方程的建立b、非线性微分方程的线性化c、传递函数d、动态结构图e、系统的脉冲响应函数f、典型反馈系统的传递函数4、教学提示：着重阐明拉普拉斯变换与传递函数、动态结构图的关系。
5、教学重点与难点：重点：典型环节及其传递函数；信流图和梅森公式难点：拉氏变换；小偏差线性化6、小结：典型环节及其传递函数、结构图及化简、信流图和梅森公式，控制系统传递函数的表示方法，小偏差线性化，分析建模法。
7、作业：2-4、2-8、2-12、1-15。
第三章时域分析法1、教学目的: 掌握系统微分方程的拉普拉斯变换解法及判定系统稳定性赫尔维茨判据、林纳德判据、劳思判据，理解针对一阶和二阶系统的分析计算以及稳态误差的分析计算，了解改善系统响应的措施。
2、基本要求：掌握基本概念：典型响应、渐近稳定性及时域性能指标、稳态误差。
3、教学内容a、时域分析介绍b、一阶和二阶系统分析与计算c、系统稳定性分析d、稳态误差分析及计算4、教学提示：一、二阶系统的时间响应，暂态性能指标，主导极点的概念，稳定性概念，劳思判据，稳态误差及终值定理。
着重阐明稳定性判据和稳态误差计算。
5、教学重点与难点重点：一、二阶系统的时间响应；稳定性概念；稳态误差难点：稳态误差的分析和计算6、小结：掌握基本方法：一、二阶系统性能指标的计算和参数选择；系统稳定性和稳态误差的分析和计算。
典型响应以阶跃响应为主。
7、作业：3-2、3-10、3-15、3-25第四章根轨迹1、教学目的: 掌握根轨迹概念、闭环零极点与开环零极点的关系，理解绘制根轨迹的基本法则及其应用，了解系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系。
2、教学要求掌握基本概念：根轨迹、零极点、主导极点、偶极子。
掌握基本方法：根轨迹草图的绘制。
掌握基本规律：根轨迹方程及其应用；零极点分布与阶跃响应的关系。
3、教学内容a、根轨迹与根轨迹方程b、绘制根轨迹的基本法则c、广义根轨迹d、系统闭环零、极点分布与阶跃响应的关系e、系统阶跃响应的根轨迹分析4、教学提示: 着重阐述根轨迹基本法则及其应用。
5、教学重点与难点：重点：根轨迹的概念、原理、绘制法则难点：利用根轨迹对系统性能的分析6、小结、基本知识点：根轨迹的概念、原理、绘制法则，利用根轨迹对系统性能的分析，偶极子和主导极点的概念、添加零极点对系统性能的影响。
7、作业：４-2、4-7、4-11、4-14、4-19第五章频率域方法1、教学目的：掌握系统频率特性概念、一些典型环节的频率特性以及系统开环频率特性曲线的绘制方法，并掌握频率稳定性判据。
理解稳定欲度以及系统闭环、开环频率特性与阶跃响应的关系。
2、教学基本要求：掌握基本概念：频率特性、峰值、频带、截止频率、稳定裕度、三频段。
掌握基本方法、环节及开环系统对数频率特性曲线的绘制、稳定性的判别及裕度的计算。
掌握基本原理：稳定判据、频率特性和时域响应的关系。
要明确单反馈的最小相位与非最小相位在计算中的差别。
3、教学内容a、频率特性b、典型环节的频率特性c、系统开环频率特性d、频率稳定性判据e、系统闭环频率特性与阶跃响应的关系f、系统开环频率特性与阶跃响应的关系4、教法提示：着重讲解傅立叶变换与频率特性的联系以及频率特性的求法。
5、教学重点与难点重点：频率特性的概念；典型环节频率特性；开环频率特性Nyquist图和Bode图的绘制难点：奈氏判据6、小结：基本知识点：频率特性的概念，典型环节频率特性，最小相位系统，非最小相位系统，开环频率特性Nyquist图和Bode图的绘制，奈氏判据，稳定裕量，频域性能指标，频率特性与系统性能的关系。
7、作业：5-1、5-6、5-13、5-16、5-20、5-26第六章控制系统的校正1、教学目标：理解系统校正和设计概念，掌握系统校正的基本方式和方法。
2、教学基本要求：掌握基本概念：串联(超前、滞后、PID)、反馈及复合校正的特性及其作用。
掌握基本方法：串联校正计算的对数频率法(二阶最佳模型法)校正器参数的计算。
3、教学内容a、系统校正设计基础b、串联校正c、串联校正的理论设计方法d、反馈校正e、复合校正4、教法提示：重点阐明串联校正及其各种方法。
5、教学重点与难点重点：校正的基本概念；基本校正方式难点：各种校正方式对系统性能的影响。
6、小结：基本知识点：校正的基本概念，常用校正装置及作用，基本校正方式，以串联校正为主的频率响应综合法和根轨迹综合法，反馈校正的作用，复合校正的概念。
7、作业：6-2、6-5、6-11、6-16、6-18第七章非线性系统分析1、教学目标：掌握相平面法和描述函数法，掌握相平面结构和奇点类型，了解非线性系统的稳定性分析方法。
2、教学基本要求：掌握基本概念：串联(超前、滞后、PID)、反馈及复合校正的特性及其作用。
掌握基本方法：串联校正计算的对数频率法(二阶最佳模型法)校正器参数的计算。
3、教学内容a、非线性问题概述b、常见非线性因素对系统运动特性的影响c、相平面法基础d、非线性系统的相轨迹分析e、描述函数f、用描述函数法分析非线性系统4、教法提示：着重阐明相平面法和描述函数法及其应用。
5、教学重点与难点：常见非线性因素对系统运动特性的影响、非线性系统的相轨迹分析、用描述函数法分析非线性系统。
6、小结：本章主要介绍工程上常用的相平面法和描述函数法，并通过这两种方法揭示非线性系统的一些出别于线性系统的现象。
7、作业：6-2、6-5、6-11、6-16、6-18第八章系统采样理1、教学目的：理解采样过程、采样定理以及脉冲传递函数的意义、掌握Z 变换及其反变换方法，并能对采样系统进行性能分析和数字校正。
2、教学基本要求：学习数字系统的数学模型、分析与设计方法，重点掌握差分方程和脉冲传递函数数学模型，主要掌握数字控制系统的分析，学会模拟控制器的数值化方法。
3、教学内容a、采样过程和采样定理b、信号的恢复和零阶保持器c、Z变换及其反变换d、脉冲传递函数e、采样系统的性能分析f、采样系统的数字校正4、教法提示：重点讲明采样过程分析和Z变换及其反变换方法。
5、教学重点和难点教学重点：采样过程与采样定理，信号保持，Z变换及Z反变换。
教学难点：开环及闭环脉冲传递函数，采样系统的性能分析。
6、小结：概述。
采样过程及采样定理。
Ｚ变换。
脉冲传递函数。
采样系统时域分析。
*采样系统根轨迹法。
采样系统的稳态误差。
7、作业：7-2、7-6、7-11、15、7-16(六) 课程有关说明本课程的先修课程主要有高等数学、复变函数与积分变换、信号与系统、模拟电子线路和电路分析基础等。
本课程的很多内容都与信号与系统有联系，是信号与系统的主要后续课程之一。
所以，与信号与系统课程有重复的内容可以只做简要讲解，以突出重点。
该课程是自动化专业最重要的专业基础课之一，也是其他专业的选修课程，学习一定要紧密结合工程背景，通过多练习有助于学生掌握课程内容，希望每章后多布置习题给同学们练习。
这门课是“自动控制原理实验课”的理论基础，因而该课要覆盖实验课所要用到的理论知识，而通过实验课则能帮助学生更好的掌握课程内容，加深对理论知识的理解，建立自动控制系统框架。