沈阳理工大学 自动控制原理大纲(2010版)-new

《自动控制原理》课程教学大纲

课程代码：030332008

课程英文名称：Automatic Control Principle

课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0

适用专业：电子信息工程

大纲编写（修订）时间：2010.7

一、大纲使用说明

（一）课程的地位及教学目标

本课程是电子信息工程专业的基础选修课，是该专业在自动控制方面的基础理论和实验课程。课程的教学目标是使学生系统地掌握古典控制理论和系统，即以微分方程和传递函数为基础对控制系统进行建模、分析和设计的方法，并通过实验加深学生对理论的认识和增强动手能力，为电子信息工程专业了解相关专业和进行交叉研究，打下必要的理论基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求

1、熟练掌握控制系统的基本概念；

2、深刻理解控制系统稳定性问题；

3、具有分析和解决控制系统问题的基本能力。

（三）实施说明

提高学生的基本素质，鼓励学生从被动吸收知识的状态下转化到主动索取中来，在教授具体内容时，也要求分清每一部分内容在课程整体中所处的地位，只有这样才能在大纲的具体实施中得心应手。不应平均使用力量或对不同内容采用相同的处理方法。教师本人的观念转变及其对课程各环节统一调配的能力，决定了教学效果的好坏。

（四）对先修课的要求

在学习本课程之前，要求学生课前预习积分变换等有关知识。

（五）对习题课、实验环节的要求

1 、每部分内容均安排习题及思考题。通过作业使学生能够对学习的内容真正做到消化理解，也可以提高学生分析和解决问题的能力。

2、开设实验课。通过实验使学生亲自动手了解系统的模拟、性能测试方法及系统性能与参数的关系，增加学生的感性认识。

（六）课程考核方式

1、考核方式：考查。

2、考核目标：重点考核学生基本知识、基本原理和方法的基础上，还应考核学生分析问题和解决问题的综合能力。

3、成绩构成：最终理论考试、平时考核（包括出勤、作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩的总和。

（七）参考书目:

《自动控制原理》，孙亮，杨鹏主编，北京工业大学出版社，2008

《自动控制原理》，王建辉，顾树生主编，清华大学出版社，2007

《自动控制原理》，程鹏主编，高等教育出版社，2009

《自动控制原理》，滕青芳，范多旺，董海鹰，路小娟编，人民邮电出版社，2009

《自动控制原理学习指导》，杨平，翁思义，王志萍编，中国电力出版社，2009

二、中文摘要

本课程是电子信息工程专业的基础选修课，是该专业在自动控制方面的基础理论和实验课程。本课程的主要任务是研究和讨论控制系统的一般规律，从而设计出合理的自动控制系统。本课程重要介绍了控制理论的基础知识，包括：控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹法和频率分析法等。

三、课程学时分配表

四、教学内容及基本要求

标题：自动控制系统概述

具体内容：

1.1 开环控制与闭环控制

1.2 自动控制与自动控制系统

重点：

开环控制与闭环控制

难点：

开环控制与闭环控制

习题内容：

整理本章的核心概念、针对实例绘制方框图并阐述工作原理

第02部分总学时10学时讲课 10学时实验0学时上机0学时标题：控制系统的数学描述方法

具体内容：

2.1 控制系统的微分方程

2.2 非线性微分方程的线性化

2.3 拉普拉斯变换及应用

2.4 传递函数

2.5 动态结构图

2.6 一般反馈控制系统

重点：

拉普拉斯变换及应用、传递函数、动态结构图

难点：

动态结构图及其简化

习题内容：

拉普拉斯变换及应用、动态结构图及其简化

第03部分总学时16学时讲课 10学时实验6学时上机0学时标题：控制系统的时域分析

具体内容：

3.1 时域分析的一般方法

3.2 一阶系统分析

3.3 二阶系统分析

3.4 控制系统的稳定性分析

3.5 控制系统的稳态误差分析

重点：

二阶系统分析、控制系统的稳定性分析、控制系统的稳态误差分析

难点：

二阶系统分析、控制系统的稳定性分析

习题内容：

二阶系统的时域分析、稳定性判别、稳态误差计算

实验：

1、典型环节及其阶跃响应

2、二阶系统的阶跃响应

3、控制系统的稳定性分析

标题：根轨迹法

具体内容：

4.1 根轨迹法的基本概念

4.2 绘制根轨迹的基本原则

4.3 控制系统根轨迹的绘制

4.4 控制系统的根轨迹法分析

重点：

绘制根轨迹的基本原则

难点：

控制系统的根轨迹法分析

习题内容：

控制系统根轨迹的绘制

第05部分总学时12学时讲课10时实验2学时上机0学时

标题：频率分析法

具体内容：

5.1 频率特性

5.2 典型环节的频率特性

5.3 控制系统开环频率特性作图

5.4 频域稳定性判据

5.5 闭环频率特性分析

5.6 开环频率特性分析

重点：

频域响应的基本概念、频域稳定性判据、频率特性分析

难点：

频域稳定性判据、频率特性分析

习题内容：

频域稳定性判据、频率特性分析

实验：

系统频率特性测量

编写人：张晓杰

郭海峰

胡树杰

审核人：胡玉兰

批准人：张焕君