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》课程教学大纲
自动控制原理课程教学大纲AUTOMATICCONTRO1PRINCIP1E总学时数：72其中实验学时：学分：4.5 其中实验学分：适用专业：自动化一、课程的性质、目的和任务自动控制原理是研窕自动控制系统的共同规律的一门技术科学,所设自动控制原理课程是自动控制、自动化、电力、电子、机械、热工及各相关专业的重要专业基础课。
木课程的教学内容包括经典控制理论和现代控制理论两大部分。
以经典控制理论为主。
深入学习线性连续控制系统的时域分析法、报轨迹法，频率分析法、系统校正和设计方法；学习高效控制系统理论中的基本概念、基本分析方法和数字校正：以及非线性理论中的描述函数分析方法。
为培养学生在定性分析、定量估算和综合设计等方面的能力打下良好的基础。
二、课程的基础内容和要求本课程的主导思想是，使学生掌握自动控制的基本概念；掌握系统分析与综合的古典方法。
掌握系统分析与综合的时域法、根轨迹法和频域法，了解非线性系统的分析法和离散系统的分析方法。
本课程有很强的理论性、概括性。
有些概念已完全建立在数字描述和数学分析的基础上,数学基础成为本课程不可回避的问题,要求学生具备相应的数学知识。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章自动控制的一般概念基本内容：自动控制的任务；自动控制的基本方式；对自动控制系统的性能要求基本要求：1.课程的内容和要求；特点和发展概况2.系统的分类3.输入，输出，系统等概念4.分析和综合的内容和方法5.控制器：控制作用；控制对象；控制系统等概念6.闭环系统的构成要素7.对系统的基本要求。
稳定性，快速性、准确性。
8.控制系统举例。
要求有举例的能力，并能指出示例系统的工作原理及构成要素。
第二章控制系统的数学模型基本内容：列写微分方程的一般方法；非线性方程的线性化；传递函数；动态结构图和典型环节；结构图的等效变换；系统的传递函数基本要求：1.模型是对物理系统的抽象，使问题的分析简化。
2.建模理论概要3.微分方程；传递函数；脉冲响应函数；信号流图，结构框图，五种模型的含意。
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》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》高级课程教学大纲
Automatic Control Principles
适用本科四年制自动化、测控技术与仪器专业（68学时 4学分）
2006版
一、课程的目的和任务
在生产过程和科学技术日新月异的飞速发展过程中，自动控制技术起着十分重要的作用，各行各业都离不开自动化技术。
通过本课程的学习，使学生掌握生产过程自动控制的基本原理和方法，为学习后续课程打下基础。
二、课程的基本要求和特点
本课程是大学本科电气信息类专业的主要学科基础课。
内容包括经典控制理论和现代控制理论中的状态空间分析方法。
本课程要求的数学知识较多，因此要求学生已有较好的高等数学和工程数学的基础。
三、本课程与其它课程的联系
本课程的先修课为高等数学、线性代数、复变函数、积分变换和电路等。
后续课程有过程控制系统，计算机测控技术与系统，控制系统计算机仿真，自动化仪表系统，自适应控制和模糊控制等。
四、课程的主要内容及教学要求
教学内容：
第一章绪论
§1.1 引言
§1.2 反馈控制系统的基本概念
§1.3 自动控制系统的组成和方框图
§1.4 自动控制系统的分类
§1.5 自动控制系统的性能分析
§1.6 自动控制系统的性能要求
第二章控制系统的数学模型
§2.1 引言
§2.2 机理分析建模方法
§2.3 传递函数
§2.4 典型环节的动态特性和传递函数
§2.5 系统方框图的等效转换和信号流图
§2.6 状态空间模型
§2.7 实验建模方法
§2.8 PID控制器
第三章控制系统的时域分析
§3.1 引言
§3.2 时域性能指标
§3.3 一阶系统的时域分析
§3.4 二阶系统的时域分析
§3.5 高阶系统的时域分析和主导极点
§3.6 零极点分布对系统动态响应的影响
§3.7 控制系统的稳定性与代数判据
§3.8控制系统的稳态误差分析及误差系数
§3.9李亚谱诺夫稳定性分析
第四章控制系统设计导论
§4.1 引言
§4.2 控制系统结构设计
§4.3 控制规律选择
§4.4 控制参数整定
§4.5 串级控制系统
§4.6 多环控制系统
§4.7 比值控制系统
§4.8 前馈控制系统
§4.9 解耦控制系统
§4.10 迟延补偿控制系统
§4.11 其他控制系统
第五章控制系统的根轨迹分析与设计
§5.1引言
§5.2 根轨迹的基本概念
§5.3 绘制根轨迹图的规则和方法
§5.4 开环零极点对根轨迹的影响
§5.5 控制系统的根轨迹分析与设计
§5.6 参变量根轨迹族
§5.7 零度根轨迹
第六章控制系统的频域分析与设计
§6.1 引言
§6.2 频率特性的基本概念
§6.3 频率特性的极坐标图
§6.4 频率特性的对数坐标图
§6.5 控制系统的奈氏图分析
§6.6控制系统的伯德图分析
§6.7 闭环系统频率特性分析
§6.8控制系统的频域分析与设计
第七章离散控制系统的分析与设计
§7.1 引言
§7.2 连续信号的采样与复现
§7.3 离散控制系统的数学模型
§7.4 离散控制系统的性能分析
§7.5离散控制系统的设计
第八章控制系统的状态空间分析与设计
§8.1引言
§8.2 连续状态方程的解
§8.3 离散状态方程的解
§8.4 连续与离散状态方程的变换
§8.5 状态转移矩阵的计算
§8.6状态空间描述的标准形
§8.7化为标准形的变换
§8.8 稳定性、能控性和能观测性分析
§8.9 线性定常系统的结构分解
§8.10 闭环控制系统的状态空间分析
§8.11 状态控制器的极点配置设计
§8.12 状态观测器的极点配置设计
§8.13 离散系统的状态控制器和状态观测器的设计
§8.14 最优控制概论
第九章非线性控制系统的分析
§9.1 引言
§9.2 非线性系统的描述函数分析
§9.3非线性系统的相平面分析
教学目标：
1。
理解和掌握自动控制系统的基本概念：组成、分类、性能、要求。
2。
掌握控制系统的模型化技术：方框图表示与简化、信号流图及Mason公式、机理建模和典型环节动态特性、PID控制器特性、传递函数与状态方程、实验建模。
3。
掌握控制系统的时域分析法：零极点分析、稳定性和稳态误差计算、二阶系统性能指标计算。
4。
掌握控制系统设计的基本概念：结构设计、规律选择、参数整定、典型控制系统设计。
5。
掌握控制系统的根轨迹分析和设计技术。
6。
掌握控制系统的频域分析和设计技术。
7。
掌握离散控制系统的分析和设计技术。
8。
掌握状态空间控制系统的分析和设计技术。
9。
理解非线性控制系统的常用分析方法。
学习建议：
本课程重在掌握模型化技术和系统分析技术，只有通过多做习题才能做到应用自如，建议学生在做题上狠下功夫。
本课程的内容比较抽象有比较多，教师上课进度较快，最好采取课前预习和课后复习措施，否则容易掉队。
建议利用计算机辅助分析工具MATLAB去做题和自学。
建议利用精品课程网站上的信息。
课内外学时数安排的比例为1：2。
六、考核方式
1．考核方法：考勤、作业、分散与集中测验、考试。
2．成绩评定：
考勤10%、作业10%、分散测验20%、期中测验10%、考试（限定性开卷）50%
七、教材及参考书
教科书：1. 自动控制原理，杨平、翁思义、郭平，北京，中国电力出版社.，2006.9。
2. 自动控制原理学习辅导，杨平，翁思义，王志萍，中国电力出版社，2005。
参考书：
1．现代控制工程（第三版）. [美] Katsuhiko Ogata ，北京，电子工业出版社，2000.5。
3．自动控制原理（第四版）.胡寿松主编.，北京，科学出版社，2001。