《机械工程控制基础》教学大纲30学时
《 机械工程控制基础》教学大纲
《机械工程控制基础》教学大纲Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering修订单位：机械工程学院机电工程系适用专业：机械设计制造及其自动化专业执笔人：葛汉林使用年级：06-08级一、课程性质和教学目的课程性质：专业基础课。
教学目的：学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。
为学习后续专业课程和进一步学习现代控制论打下基础。
二、课程教学内容1．控制理论关于信号传递、加工、反馈的概念，开环控制和闭环控制的概念；工程数学中关于拉普拉斯变换的基本方法及其性质；2．控制系统数学建模的一般步骤，简单机械系统（弹簧-质量-阻尼系统）以及简单电网络（电阻-电容-电感）的数学建模；传递函数的概念及含义，典型环节的传递函数；对控制系统的方框图进行变换；3．控制系统时域分析的方法，重点是一阶和二阶系统的时间响应和时域性能指标；误差概念及误差计算方法；4．频率特性的概念，频率特性的表示方法；典型环节频率特性的Nyquist图；典型环节频率特性的Bode图；频率特性的性能指标；5．稳定性概念；Routh稳定性判别法；Nyquist稳定性判别法；相对稳定性；6．性能指标；校正方式；串联校正；相位朝前校正；相位滞后校正；相位朝前滞后校正；7．系统辨识的基本概念；频率特性的谐波输入测试法；频率特性的参数模型估计。
三、课程教学的教学基本要求1．要求掌握的基本知识拉普拉斯变换的基本方法及其性质，控制系统的数学模型建立、方框图进行变换，时域分析、误差分析、频率特性图示方法、稳定性分析。
2．要求掌握的基本理论和方法（1）对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握；（2）对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握；（3）掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；（4）对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法；（5）对系统辩识问题应建立基本概念。
机械控制工程理论基础课程教学大纲
“机械控制工程理论基础”课程教学大纲英文名称：Elements of Mechanical Control Theory课程编号：MACH3435学时：56（理论学时：40 实验学时：16 课外学时：20）学分：3适用对象：机械类、动力类本科生先修课程：高等数学，理论力学，电工电子技术使用教材及参考书：[1] 董霞、陈康宁、李天石.机械控制理论基础.西安交通大学出版社,2005.ISBN 7-5605-2041-3.[2] 董景新等.控制工程基础（第二版）.清华大学出版社，2003.ISBN: 9787302063872[3] [美] Katsuhiko Ogata著，卢伯英、于海勋译．现代控制工程（第三版）．电子工业出版社，2000.ISBN 7-5053-5395-0/TN.1247.一、课程性质和目的性质：专业基础目的：1．培养学生从动态和系统的角度建立机械系统数学模型的能力；2．培养学生对机械控制系统进行动态分析的能力；3．培养学生对机械控制系统的设计能力和综合能力；4．培养学生使用计算机仿真能力；5．培养学生系统分析能力和综合能力。
二、课程内容简介机械控制理论是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学，本课程主要介绍机械控制工程的基本概念、机电系统数学模型的建立、机电控制系统的时域分析和频域分析、机电控制系统的稳定性分析和机电控制系统的设计和校正。
通过课程教学和实验，培养学生对机电控制系统进行动态分析的能力和综合能力。
三、教学基本要求1．了解机电系统的数学模型并掌握基本的建模方法；2．掌握机电控制系统时域分析方法；3. 掌握机电控制系统的频域分析方法；4. 掌握机电控制系统稳定性分析方法；5. 初步掌握机械控制系统设计和校正方法。
四、教学内容及安排第一章：绪论1．理解“机械工程控制”的基本含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任务；2．初步建立系统、反馈、控制、闭环系统等的基本概念。
机械工程控制基础教学大纲
机械工程控制基础教学大纲(实用版)编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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机械工程控制基础 教学大纲
机械工程控制基础一、课程说明课程编号：080802Z10课程名称：机械工程控制基础/Fundamentals of Mechanical Control Engineering课程类别：专业教育学时/学分：40/2.5先修课程：高等数学、大学物理、电工技术适用专业：机械设计制造及其自动化、车辆工程、微电子等教材、教学参考书：（1）杨叔子等，机械工程控制基础（第六版），武汉：华中科技大学出版社，2013年；（2）钱学森，宋键，工程控制论（修订本）:上册，北京：科学出版社，1980年；（3）NORMAN S N. Control System Engineering. Fourth Edition. John Wiley & Sons, Inc. ,2004;（4）RICHARD C D. ROBERT H B. Modern Control System, Eleventh Edtion. Pearson Prentice Hall, 2008.二、课程设置的目的意义本课程以数学、物理及有关科学为其理论基础，以机械工程中有关系统动力学为其抽象、概括与研究的对象，运用信息的传输、处理与反馈控制这一系统的观点与思维方法，分析系统的动力学及控制的演化过程。
课程的主要内容为机械设计制造及其自动化专业本科生在机电系统的控制方面打下理论基础，是进一步学习相关信息类与控制类课程的起点。
三、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应达到以下基本要求1. 掌握描述典型机电系统动力学过程的数学模型建立方法；学会数学模型的微分方程、传递函数等的表达方法。
2. 掌握低阶机电系统动态过程的时间响应分析方法；掌握描述系统动态性能的时域指标的分析与计算。
3. 掌握机电系统的频率特性的基本概念、物理意义及表达方法；掌握描述系统动态性能的频域指标的概念以及分析与计算。
4. 掌握机电系统的稳定性的分析方法，学会判断系统的相对稳态性，学会计算系统的稳态误差。
机械控制工程基础教学大纲
机械控制工程基础教学大纲机械控制工程基础教学大纲机械控制工程是现代工程领域中的重要学科之一，它涉及到机械系统的设计、控制和优化。
为了帮助学生全面掌握机械控制工程的基础知识和技能，制定一份科学合理的教学大纲至关重要。
本文将探讨机械控制工程基础教学大纲的内容和结构。
一、课程目标机械控制工程基础课程的目标是培养学生对机械系统的控制原理和方法有基本的了解和掌握，能够应用所学知识解决实际问题。
通过该课程的学习，学生应具备以下能力：1. 理解机械系统的基本结构和工作原理；2. 掌握机械控制系统的建模和仿真方法；3. 熟悉常见的控制器设计方法；4. 能够应用所学知识进行机械系统的控制和优化。
二、课程内容1. 机械系统基础知识介绍机械系统的组成部分和基本工作原理，包括机械元件、传动系统、传感器等。
2. 信号与系统讲解信号的基本概念和特性，介绍系统的数学建模和分析方法，为后续的控制系统设计打下基础。
3. 控制系统基础主要介绍控制系统的基本概念和分类，包括开环控制和闭环控制，以及控制系统的性能指标和稳定性分析方法。
4. 传感器与执行器详细介绍常见的传感器和执行器的原理和应用，包括光电传感器、压力传感器、电机等。
5. 控制器设计介绍常见的控制器设计方法，包括比例积分控制器、PID控制器等，以及控制器参数调整和优化方法。
6. 系统建模与仿真讲解机械系统的建模方法，包括基于物理原理的建模和基于数据的建模，以及仿真工具的使用。
7. 控制系统实验进行基于实际机械系统的控制系统实验，培养学生的动手能力和实际应用能力。
三、教学方法1. 理论授课通过课堂讲解和案例分析，向学生传授机械控制工程的基础理论知识。
2. 实践操作安排实验课程，让学生亲自操作实际的机械系统，加深对所学知识的理解和应用能力。
3. 课程设计布置课程设计任务，要求学生独立完成机械控制系统的设计和优化，培养学生的综合能力。
四、评估方式1. 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
机械工程控制基础教学大纲
机械工程控制基础教学大纲机械工程控制基础教学大纲机械工程是一门应用科学，它涉及到机械设计、制造和控制等多个领域。
在机械工程中，控制是一个非常重要的环节，它涉及到对机械系统的稳定性、性能和效率等方面的控制。
因此，机械工程控制基础教学大纲的制定对于培养学生的控制能力和解决实际问题的能力具有重要意义。
一、教学目标机械工程控制基础教学的目标是培养学生的控制理论和实践能力，使他们能够理解和应用控制系统的基本原理和方法。
具体来说，教学大纲的目标包括：1. 掌握控制系统的基本概念和术语，包括控制对象、控制器、传感器等。
2. 理解控制系统的数学模型和传递函数，能够进行系统的建模和分析。
3. 学习控制系统的稳定性分析方法，包括根轨迹法和频率响应法。
4. 掌握经典控制方法，如比例控制、积分控制和微分控制，以及PID控制器的设计和调节方法。
5. 学习现代控制方法，如状态空间法和模糊控制等，了解其在机械工程中的应用。
6. 进行实践操作，学习控制系统的调试和优化方法。
二、教学内容机械工程控制基础教学的内容应包括以下几个方面：1. 控制系统的基本概念和术语：介绍控制对象、控制器、传感器等的基本概念和作用。
2. 控制系统的数学模型和传递函数：介绍控制系统的数学建模方法，包括微分方程法和传递函数法。
3. 控制系统的稳定性分析方法：介绍控制系统的稳定性概念和判据，包括根轨迹法和频率响应法。
4. 经典控制方法：介绍比例控制、积分控制和微分控制等经典控制方法的原理和应用。
5. PID控制器的设计和调节方法：介绍PID控制器的结构和参数调节方法，包括经验法和优化法。
6. 现代控制方法：介绍状态空间法和模糊控制等现代控制方法的原理和应用。
7. 控制系统的实践操作：进行实验和仿真操作，学习控制系统的调试和优化方法。
三、教学方法机械工程控制基础教学应采用多种教学方法，包括理论讲授、实验操作和案例分析等。
具体来说，可以采用以下几种教学方法：1. 理论讲授：通过教师的讲解和演示，向学生传授控制系统的基本原理和方法。
《工程控制基础》课程教学大纲
《工程控制基础》课程教学大纲一、课程名称中文名称：工程控制基础英文名称：Foundation of Project Control二、课程编码及性质课程编码：0820943课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：32学分：2.0四、先修课程复变函数、积分变换、电路理论、模拟电子技术五、授课对象机械类各专业六、课程教学目的本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。
它以控制论为理论基础，研究机械工程中广义系统的动力学问题；同时，它又是一种方法论。
学习本课程的目的在于：1. 培养学生以动力学的观点（而不是以静态观点）去分析机械工程系统的能力；2. 掌握从整体和系统的角度，分析的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为的方法；3. 能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。
这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。
4. 熟练掌握机电系统的数学模型、有关数学工具（如Laplace变换等）的应用、传递函数与方框图的求取、简化与演算等。
对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以控制理论作为基础，本课程以讲述机械工程中的控制方法为重点；2）在全面了解与掌握控制原理和控制方法论的基础上，着重讲解建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；3）课程详细介绍典型系统的时域和频域特性，判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；4）学习掌握线性系统的性能指标、系统的综合与校正的常用方法，帮助学生对系统辩识问题应建立基本概念；5）重点学习的章节内容包括：第2章“系统的数学模型”（6学时）、第3章“时间响应与误差分析”（6学时）、第4章“系统的频率特性分析”（6学时）、第5章“系统的稳定性”（6学时）、第6章“系统的性能分析与校正”（4学时）。
(完整版)《机械工程控制基础》课程教学大纲-版
(完整版)《机械工程控制基础》课程教学大纲-2012版《机械工程控制基础》课程教学大纲课程名称:机械工程控制基础英文名称：Control Fundamental of Mechanical Engineering课程编码:51510502学时/学分：36/2课程性质：必修课适用专业:机械类各专业先修课程:高等数学，理论力学，电工与电子技术,复变函数与积分变换（可选）一、课程的目的与任务《机械工程控制基础》是机械设计制造及其自动化专业的机械电子工程及相近专业方向的一门技术基础课。
本课程是在高等数学和工程数学(复变函数与积分变换）的知识基础上，结合力学、电学等相关知识,介绍机械工程类专业的重要理论基础之一——工程控制论。
这门学科既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的思想论和方法论，对启迪与发展人们的思维与智力有很大的作用。
本课程的基本任务是将自动控制理论应用于机械工程实际,基本要求是在阐明机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的基础上，使学生学会建立和变换系统的数学模型，掌握控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法，并在此基础上具备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。
使学生以辩证方法冲破形而上学的思想方法，推动这一领域的生产与学科向前发展。
在学习本课程之前，学生应当从先修课程中获得动力学分析、电路分析的能力，了解微分方程求解知识和复变函数的概念，初步掌握积分变换及其逆变换的基本方法.学习本课程之后，学生还应当注意结合其它机械工程学的知识,将控制理论应用到工程实践中去。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：本章首先阐述了机械工程控制基础这门课程的重要意义，然后介绍控制工程的基本思想、基本概念、控制系统的分类和基本要求，使学生了解机械工程控制论的研究对象与任务和系统、模型等知识，深刻理解反馈和反馈控制,接下来对控制理论的发展进行简单介绍.教学重点和难点：1．系统及其模型2．反馈和反馈控制3．系统的基本要求教学方法与手段：以课堂讲授为主，注意举例和采用启发式教学,配合适当的课堂练习和课外作业。
《机械控制工程基础》课程教学大纲
《机械控制工程基础》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号：MACH4008012．课程体系 / 类别：专业类/专业核心课3．学时 /学分：56学时/ 3学分4．先修课程：高等数学、积分变换、理论力学、电工电子技术、机械设计基础、大学计算机基础、高级程序设计5．适用专业：机械大类专业（包括机械工程、车辆工程、测控技术与仪器、能源与动力工程和工业工程）二、课程目标及学生应达到的能力《机械控制工程基础》是西安交通大学机械类专业的一门专业核心课程，主要授课内容是运用现代数学知识、自动控制理论和信息技术来分析、设计典型机电控制系统。
旨在培养学生运用科学方法和工具来解决机械工程基本问题的系统分析设计能力、综合创新能力。
本课程的主要任务是通过课堂教学、计算机仿真实训、实验教学等教学方式，使学生掌握实现机械系统自动控制的基本理论；学会典型机电系统的数学建模、运行性能分析和系统设计、校正与补偿等基本知识和基本技能；具有基本的机电控制系统分析设计能力，以及对复杂机械系统的控制问题进行分析、求解和论证的能力，并了解机械控制领域的新理论和新技术，支撑毕业要求中的相应指标点。
课程目标及能力要求具体如下：课程目标 1. 掌握机械控制系统的基本概念和组成原理，具备自动控制原理与系统的基础概念；掌握典型机电传动单元与系统的数学建模方法；掌握机电系统的时域和频域分析设计校正方法。
（毕业要求中的第 1）课程目标 2. 培养学生对机械控制工程中复杂问题的分析能力，能够对复杂机械控制系统进行分析、设计，并能够采用相关软件进行模拟仿真，能够构建实验控制系统进行分析研究，具有研究和解决机械控制工程问题的能力。
（毕业要求中的第 2 、4）课程目标 3. 初步了解机械系统常用的控制方法，以及现代控制和智能控制的原理，了解机械控制理论的现状与发展趋势。
培养学生运用机械控制工程领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论分析、实验研究的能力。
机械控制工程基础教学大纲
机械控制工程基础教学大纲机械控制工程基础教学大纲一、课程性质和教学目的:1.课程授课对象2008级机械设计制造及其自动化～课程主要阐述有关自动控制技术的基础理论。
2.基础课、专业基础课或专业课本课程是机械设计制造及其自动化专业主干课程。
3.在人才培养过程中的地位及作用使学生基本掌握自动控制系统性能分析及设计的方法和技巧～为进一步学习后续专业课程及今后的实际工作打下较坚实的基础。
4.在思想、知识和能力等方面达到的教学目标掌握自动控制理论的基本概念～自动控制系统数学模型的建模方法～包括微分方程传递函数～函数方块图～零极点分布图,自动控制系统性能的时域和频率域分析方法～重点掌握自动控制系统的稳定性～准确性及快速性的概念、指标、分析计算及校正的方法。
学会分析控制系统～并能初步设计控制系统。
二、课程教学内容:第一章绪论第一节机械工程控制论基础第二节控制系统的工作原理与组成第三节控制系统的分类与基本要求1、4学时。
2、重点:认识软件操作界面。
难点:对工作软件界面的熟悉。
3、了解《机械控制工程基础》课程特点～初步建立控制系统概念。
第二章函数的数学模型第一节系统的微分方程第二节拉普拉斯变换和反变换第三节传递函数第四节系统框图简化第五节信号流图籍梅逊公式1、12学时。
2、重点:拉普拉斯变换与反变换,传递函数的分析和建立,系统的框图表示办法。
难点:利用信号流图和梅逊公式来简化控制系统的传递函数,物理系统的传递函数推导。
3、了解复变量、复变函数、留数定理、拉氏变换等基础知识～了解简单机电微分方程方法。
4、理解模型函数的基本方法和思路。
5、掌握传递函数的推导、简化～理解传递函数的数学、物理意义。
第三章时域分析第一节概论第二节一阶系统的时间响应第三节二阶系统的时间响应第四节高阶系统的时间响应第五节稳态误差分析与计算1、10学时。
2、重点:一阶、二阶和高阶系统的时间响应～误差分析及计算。
难点:时间响应的分析、计算方法及稳态误差的分析、判断和计算的基本方法。
《工程控制基础》课程教学大纲
《工程控制基础》课程教学大纲一、《工程控制基础》课程说明（一）课程代码：0215018（二）课程英文名称：Basic of Engineering Control（三）开课对象：机械工程学院本科各专业（四）课程性质：本课程是机械工程类专业的一门专业选修课；它是自动控制技术的基础理论，是一门理论性较强的工程科学。
本课程着重学习控制理论的基本原理及基本知识与其在机械工程中的应用，使学生学会应用控制理论来解决机械工程的实际问题。
它为学习后续专业课，如：《现代控制理论基础》、《生产过程控制系统》、《机械结构动态设计》、《计算机控制系统》等课程打下坚实的理论基础。
其前导课有：《高等数学》、《电工电子技术》、《液压传动与气动》、《理论力学》、《机械原理》。
（五）教学目的：本课程着重学习控制理论的基本原理及基本知识与其在机械工程中的应用，使学生学会应用控制理论来解决机械工程的实际问题。
它为学习后续专业课，如：《现代控制理论基础》、《生产过程控制系统》、《机械结构动态设计》、《计算机控制系统》等课程打下坚实的理论基础。
（六）教学内容：通过学习本课程，使学生掌握工程控制系统的基本概念，学会建立和简化控制系统的数学模型，着重掌握控制系统的时域分析法、频率特性分析法，在此基础上学习控制系统综合与校正的一般方法；学习非线性系统和采样控制系统的分析方法。
要求学生结合机械工程实际，会分析和计算有关问题，为控制理论应用于工程实际打下基础。
（七）教学时数：教学时数：24学时学分数：2学分（八）教学方式：以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
（九）考核方式和成绩记载说明：考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占20% ，期末成绩占80% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章绪论教学要点：了解机械工程控制论的基本含义和研究对象、系统的概念与分类、控制系统中基本名词和基本变量；学会用系统论、信息论的观点分析系统的动态特性、信息流；理解信息反馈的含义及其应用；掌握控制系统的基本概念、基本变量和工作原理；学会绘制系统方框图。
JA_70358《机械工程控制基础 第2版》_李连进(教案大纲)段晓雅[5页]
![JA_70358《机械工程控制基础 第2版》_李连进(教案大纲)段晓雅[5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/87a962af85868762caaedd3383c4bb4cf7ecb7a9.png)
**大学《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1机械工程的发展与控制理论的应用1.2机械工程自动控制系统的基本结构及工作原理1.3机械自动控制系统的分类1.4 对自动控制系统的基本要求教学难点：掌握反馈的概念与作用。
教学重点：掌握机械控制系统组成和原理，了解机械控制基础的研究对象和基本任务。
第二章自动控制系统的数学模型和传递函数2.1 系统数学模型的建立2.2非线性数学模型的线性化2.3拉普拉斯变换2.4传递函数2.5 系统方框图和信号流图2.6工程实例中的数学模型与传递函数教学难点：系统微分方程的建立。
教学重点：系统微分方程的建立，系统传递函数的推导及方框图的简化。
第三章系统的时域分析法3.1 时域响应概述3.2 典型的输入信号3.3 控制系统的时域性能指标3.4 一阶系统的时间响应3.5 二阶系统的时间响应3.6 欠阻尼二阶系统的时域性能指标3.7 高阶系统的时域响应教学难点：二阶系统的计算。
教学重点：二阶系统响应的五个性能指标的定义及计算，系统误差的分析与计算。
第四章控制系统的频域分析法4.1 频率特性的概述4.2 典型环节频率特性的极坐标图4.3 系统奈奎斯特图的画法4.4 典型环节频率特性的对数坐标图4.5 频率特性的性能指标4.6 最小相位系统和非最小相位系统4.7 闭环频率特性及频域性能指标教学难点：绘制系统Bode图。
教学重点：频率特性的定义及求法，频率特性与系统稳态输出的关系，系统频率特性的极坐标图、对数极坐标图的作图方法。
第五章线性控制系统的稳定性5.1系统稳定性的基本概念及稳定条件5.2代数稳定性判据5.3几何稳定性判据5.4系统的相对稳定性5.5工程实例中的稳定性分析教学难点：Nyquist稳定性判据、Bode稳定性判据。
教学重点：几种稳定性判据，相对稳定性指标的计算及意义， Nquist稳定性判据的应用。
第六章控制系统的误差分析和计算6.1 系统稳态误差的基本概念6.2 系统稳态误差的计算6.3 减小稳态误差的途径6.4 动态误差系数6.5 工程实例中的误差分析教学难点：动态误差系数分析与计算。
专业认证大纲参考机械控制工程基础
机械控制工程基础教学大纲课程名称：机械控制工程基础英文名称：Mechanical control Engineering课程编号：05课程性质：必修学分/学时：40;其中,讲授 34学时,实验 6学时,上机 0学时,实训 0学时;课程负责人：唐宏宾先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术、理论力学一、课程目标机械控制工程基础主要介绍经典控制理论的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程设计方法及控制理论在机械工程中的应用;本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识,也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础;通过本课程的学习,达到以下教学目标：1.工程知识掌握必要的机械控制工程理论知识;能够应用械控制工程理论知识解决复杂工程技术问题;2.问题分析能够理解并恰当表述机械控制工程实际问题;能够找到合适的解决机械控制工程实际问题的程序与方法;在一定的限制条件下能够合理解决机械控制工程实际问题;3.设计/开发解决方案能够运用机械控制工程理论知识进行产品规划与设计并体现创新意识;4.研究能够采用机械控制工程理论知识进行研究并合理设计实验方案;5.使用现代工具能够有效使用MATLAB软件对机械控制工程实际问题进行模拟、分析与预测;二、课程内容及学时分配如表1所示;三、教学方法课程教学以课堂教学、实验教学、课外作业、综合讨论、网络课程等共同实施;本课程将以“机械控制系统建模及性能分析”为主线,主要介绍机械控制系统建模及性能分析的相关知识,重点培养学生应用机械控制工程理论知识并使用现代工具软件分析、研究、解决复杂工程问题的能力;表1 机械控制工程基础课程内容及学时分配本课程采用国家“十二五”规划教材,结合学生个性特点,因材施教;本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学课件和辅导材料,调动学习积极性,提高教学效率;本课程课堂教学流程如图1所示;图1 机械控制工程基础课堂教学流程本课程安排5次课外作业：1.控制系统的数学模型2.控制系统的时域分析3.控制系统的频率特性分析4.控制系统的稳定性分析5.控制系统的误差分析四、考核内容及考核方式1.考核内容1机械控制工程理论基本概念的理解和掌握;如反馈、快速性、稳定性、准确性、传递函数、频率特性、校正设计等;2控制系统数学模型微分方程、传递函数、频率特性的建立方法;3求取复杂控制系统方块图传递函数的方法;4控制系统的时域分析方法及时域性能指标的求取;5控制系统的频域分析方法及开环奈氏图、波德图的画法;6应用劳斯判据、奈氏判据、波德判据判断控制系统的稳定性;7控制系统稳误差的计算;8常用的校正设计方法;2.考核方式期末考试+平时成绩+实验成绩;其中：期末考试占总成绩80%,采用闭卷考试；平时成绩占总成绩10%,根据出勤、作业、质疑、课堂讨论等情况评定；实验成绩占总成绩10%,根据实验态度、实验方案、实验技能、实验报告等进行评定;五、教材与主要参考书1.推荐教材1 王显正．控制理论基础第二版 M．北京：科学出版社,20082 韩柳．机械控制工程基础实验教程M．北京：国防工业出版社,20102.主要参考书1 杨叔子．机械工程控制基础M．华中科技大学出版社,20072 王益群. 控制工程基础M．北京：机械工业出版社,20083 王仲民．机械工程控制基础M．北京：国防工业出版社,2010六、附课程教学目标—毕业要求关系表如表2所示;表2 机械控制工程基础课程教学目标—毕业要求关系表注：表中“H高、M中、L弱”表示课程与各项毕业要求的关联度;。
机械工程控制基础实验课程介绍
机械工程控制基础实验课程介绍1.教学单位名称：机械科学与工程学院2.实验中心名称：液压基础实验中心3.课程名称：机械工程控制基础4.课程代码：412445.课程类别：学科基础课6.课程性质：必修7.课程学时：30学时，其中含实验4学时8.课程学分：1.59.面向专业：机械工程、机械工程实验班（卓越工程师教育培养计划）10.实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务：通过自动控制基本原理与基础知识的学习，使学生掌握系统自动控制的一般规律，典型控制环节传递函数，机械系统的控制器分析与设计的步骤，为解决工程实际问题奠定基础。
教学要求：熟悉MatIab/Simu1ink控制模块的功能，使用各模块能够建立系统的控制模型。
培养学生制订实验方案、实施实验方案、数据处理、分析总结和撰写实验报告的能力，学生独立从事实验和初步的实验设计能力；并根据条件安排一定的设计性实脸，培养学生独立设计创新实验能力。
教学目的：通过实验教学，可以加深对所学机械系统典型环节的时域特性与频域特性分析的知识理解，培养运用系统与反馈控制的理论分析处理实际问题的能力。
掌握数字仿真方法来进行原理实验，获得控制系统调节校正的实验技能，培养、锻炼学生的创新思维和科研能力。
11.学生应掌握的实验技术及实验能力(1)掌握使用MAT1AB语言及SimUIink动态仿真工具进行系统仿真与调试。
学会使用硬件仿真软件对系统进行模拟仿真。
(2)掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法(NyqUiSt 图、Bode图)，通过建立系统的传递函数分析系统的动态响应特性；由线性系统频率特性分析判断系统的稳定性；以及各种补偿(校正)装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。
(完整版)《机械工程控制基础》课程教学大纲-2012版
《机械工程控制基础》课程教学大纲课程名称：机械工程控制基础英文名称：Control Fundamental of Mechanical Engineering课程编码：51510502学时/学分：36/2课程性质：必修课适用专业：机械类各专业先修课程：高等数学，理论力学，电工与电子技术，复变函数与积分变换（可选）一、课程的目的与任务《机械工程控制基础》是机械设计制造及其自动化专业的机械电子工程及相近专业方向的一门技术基础课。
本课程是在高等数学和工程数学（复变函数与积分变换）的知识基础上，结合力学、电学等相关知识，介绍机械工程类专业的重要理论基础之一——工程控制论。
这门学科既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的思想论和方法论，对启迪与发展人们的思维与智力有很大的作用。
本课程的基本任务是将自动控制理论应用于机械工程实际，基本要求是在阐明机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的基础上，使学生学会建立和变换系统的数学模型，掌握控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法，并在此基础上具备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。
使学生以辩证方法冲破形而上学的思想方法，推动这一领域的生产与学科向前发展。
在学习本课程之前，学生应当从先修课程中获得动力学分析、电路分析的能力，了解微分方程求解知识和复变函数的概念，初步掌握积分变换及其逆变换的基本方法。
学习本课程之后，学生还应当注意结合其它机械工程学的知识，将控制理论应用到工程实践中去。
二、教学内容及基本要求第一章绪论教学目的和要求：本章首先阐述了机械工程控制基础这门课程的重要意义，然后介绍控制工程的基本思想、基本概念、控制系统的分类和基本要求，使学生了解机械工程控制论的研究对象与任务和系统、模型等知识，深刻理解反馈和反馈控制，接下来对控制理论的发展进行简单介绍。
教学重点和难点：1．系统及其模型2．反馈和反馈控制3．系统的基本要求教学方法与手段：以课堂讲授为主，注意举例和采用启发式教学，配合适当的课堂练习和课外作业。
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机械控制工程基础
（Basis of Mechanical Control Engineering）
课程性质：学科大类专业基础
适用专业：数控技术
学时分配：课程总学时：46学时
先行、后续课程情况：先行课：高等数学、电路分析、电子技术基础；后续课：计算机
控制技术等
教材：《机械控制工程基础》董玉红，徐莉萍主编，北京：机械工业出版社。
2008.06
参考书目：《自动控制理论》刘祖润机械工业出版社 2003 年
《自动控制理论》邹伯敏机械工业出版社 2002 年
《自动控制理论》夏德钤机械工业出版社 2000 年
《自动控制理论》孙炳达机械工业出版社 2005 年
《机械工程控制基础》杨叔子，杨克冲编. 华中科技大学出版社，2005
一、课程的目的与任务
该课程是研究控制论在机械工程中的应用的一门学科，是数控技术专业的专业课之一。
通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用本课程的基本概念和理论，掌握自动控制的基本理论和基本技能以及一套较完整的分析，设计控制系统的方法，为其它专业基础课及专业课的学习打下必要的基础。
同时，也为以后从事机械工程的实际工作和科研奠定一定的理论基础。
二、课程的基本要求
通过本课程学习，应达到以下基本要求：
（1）了解控制系统数学模型的建立及相关工程数学基础知识。
（2）掌握控制系统的时域和频域特性分析方法
（3）理解判别线性系统稳定性的基本概念，掌握线性系统稳定性的判据。
（4）了解系统的综合方法。
（5）能对控制系统进行校正。
三、课程教学内容
理论教学内容
第1章绪论
1．该章的基本要求与基本知识点：
基本要求: 了解各种典型机械工程控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。
熟悉对控制性能的基本要求。
掌握自动控制系统的一般概念。
了解机械控制工程理论的由来和发展，了解其在机械制造领域中的作用。
熟悉有关“反馈与反馈控制”的基本概念。
学习分析具体控制系统的组成环节，知道系统的被控对象、被控量、扰动量、控制量等，会画工作原理方框图。
基本知识点：自动控制和自动控制系统，控制系统的构成和基本环节，控制系统的分类和基本要求，自动控制系统的发展，控制理论学科的发展概况，控制理论的研究对象，控制系统的工作原理。
2.教学重点与难点：开环控制与闭环控制、控制系统的组成及对控制系统的基本要求，
开环控制与闭环控制
第2章系统的数学模型
1.该章的基本要求与基本知识点：
基本要求:了解微分方程一般建立方法；熟悉传递函数的定义和性质；掌握控制系统的数学模型的基本概念；动态结构图的建立和化简规则
基本知识点：控制系统的微分方程，拉普拉斯变换及应用，传递函数，系统的动态结构图及其等效变换，反馈控制系统的传递函数
3.教学重点与难点：常用元部件传递函数的求取；系统传递函数的求取。
结构图等效变
换。
第3章时域分析
1．该章的基本要求与基本知识点：
基本要求:了解典型输入信号，熟悉一阶系统、二阶系统的时域响应，掌握系统的稳定性分析。
基本知识点：控制系统的时域性指标，一阶系统的时域响应，二阶系统的时域响应，高阶系统的时域响应，系统的稳定性分析，系统的稳态误差分析
2、教学重点与难点：二阶系统动态性能计算及劳斯判据，系统的稳态误差分析。
第4章频域分析
1．该章的基本要求与基本知识点：
基本要求:了解典型环节的频率特性，熟悉频率特性分析控制系统的控制性能，掌握系统和环节的幅相频率特性和对数频率特性的画法。
基本知识点：频率特性，典型环节的频率特性，控制系统开环频率特性，控制系统的频域稳定性分析，用开环频率特性分析系统的动态性能，用闭环频率特性分析系统的动态性能
2、教学重点与难点：系统稳定裕度的确定。
系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制。
第5章系统的稳定性
1．该章的基本要求与基本知识点：
基本要求:了解系统稳定的定义及充要条件。
会用Routh判据判断系统的稳定性。
了解Nyquist判据的原理，会用Nyquist判据判断系统的稳定性。
了解Bode判据。
了解描述相对稳定性各参数的含义，会求系统的幅值裕度Kg和相位裕度γ。
基本知识点：系统稳定的定义及条件，劳斯（Routh）—胡尔维茨(Hurwitz)稳定判据，奈奎斯特(Nyquist)稳定判据，系统的相对稳定性及稳定性裕量，
2、教学重点与难点：劳斯稳定判据及对数稳定判据
第6章系统的校正设计
1．该章的基本要求与基本知识点：
基本要求:了解反馈校正。
了解决定系统稳态误差的主要因素。
熟悉典型信号输入时不同类型系统稳态误差的计算方法。
了解系统校正的主要类型及其主要作用，熟悉基本的控制规律，掌握频率法校正的一般方法。
基本知识点：常用校正装置及其特性，串联校正，并联校正，反馈和顺馈校正
2、教学重点与难点：串联滞后－超前校正网络的设计及校正方法。
反馈校正方法。
四、课程学时数安排
课程学时数安排
五、教学大纲编制说明
本大纲依据本院“数控”专业教学计划编写。
制定人：审核人：院长签字：。