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。
《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。
【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。
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》教学大纲
《自动控制原理》教学大纲预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制《自动控制原理》课程教学大纲学时:40适用专业:机械设计及其自动化及其相关专业一、课程的性质与任务课程性质:本课程是机械专业的专业理论课程。
课程任务:详细讲解采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法,要求能初步具体应用;简单介绍根轨迹分析方法,非线性系统分析方法和采样控制系统的基本分析方法,使学生初步了解;探讨频率特性法设计控制系统的基本思路。
前导课程:《复变函数与积分变换》、《电路理论》、《模拟电子技术》、《数字电子》、《电机拖动基础》后续课程:《机电传动》、《现代控制理论》二、教学内容及其基本要求教学基本内容:自动控制理论课程是具有一般方法论特点的技术基础课,重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法,而应用其理论及方法去分析和设计控制系统则是后续课程如自动控制系统、计算机控制技术等的任务。
但是自动控制理论又是直接为解决实际控制系统提供理论和方法的课程,因此,必须适当地结合实际,要用实践的观点对待控制理论。
自动控制理论主要讨论反馈控制系统的基本原理与基本方法,在初步建立控制系统数学模型的基础上,分别应用时域法、根轨迹法和频率特性法等不同的方法,分析控制系统的一般性能,如稳定性(稳)、稳态误差(准)、动态特性(快)、稳定裕度等,并介绍控制系统设计和应用的初步知识,同时讨论非线性系统和采样控制系统的一般基础。
教学基本要求:熟练掌握采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法,并能具体应用;了解根轨迹分析方法,了解非线性系统分析方法的特殊性;掌握采样控制系统的基本分析方法,掌握频率特性法设计系统的基本思路。
三、教学条件1.场地条件:多媒体教室、实训教室;2.设备要求:各主要汽车电控与电器系统实物、实车、拆装工作台、拆装设备、汽车专用万用表、汽车专用示波器等。
四、教学内容及学时安排本课程总学时为40。
自动控制原理教学大纲
自动控制原理教学大纲
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。
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自动控制原理教学大纲
课程编号:0701101
自动控制原理总学时:104
The Principles of Automatic Control 总学分:6 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
1)描述离散控制系统的线性差分方程
2)脉冲传递函数
5.离散系统的稳定性与稳态误差
1)离散系统稳定的充分必要条件
2)离散系统的稳定性判据
3)离散系统的稳态误差
6.离散系统的动态性能分析
第八章非线性控制系统分析(10 学时)掌握描述函数的计算及分析系统稳定性的方法,以及相平面分析方法
1.非线性控制系统概述
1)非线性控制系统的特点
2)非线性控制系统的分析方法
2.常见非线性特性及其对系统运动的影响
3.相平面法
1)相平面的基本概念
2)相轨迹绘制的等倾线法
3)线性系统的相平面分析
4)非线性系统的相平面分析
4.描述函数法
1)描述函数的基本概念
2)典型非线性特性的描述函数
3)非线性系统稳定性分析的描述函数法
第九章线性系统的状态空间分析与综合(17 学时)重点掌握线性系统的状态空间描述和求解,线性系统的可控性与可观测性及状态反馈与状态观测器。
1.线性系统的状态空间描述
2.线性系统的可控性与可观测性
3.线性定常系统的状态反馈与状态观测器。