《自动控制原理》说课教学提纲
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。
自动控制原理(说课)
目录
• 课程介绍与目标 • 教学内容与方法 • 重点与难点解析 • 学生能力培养与素质提升 • 考试评价与成绩评定 • 教学资源建设与利用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 01
课程介绍与目标
自动控制原理课程概述
自动控制原理是研究自动控制系统基 本理论和工程应用方法的一门课程。
通过本课程的学习，学生可以掌握自动 控制系统的基本原理和分析方法，具备 分析和设计自动控制系统的能力。
06
教学资源建设与利用
优质课件资源分享
01
国家级精品课程资源
提供自动控制原理的国家级精品课程资源，包括完整的课件、教案、习
题等，供教师备课和学生自学使用。
02
知名教授公开课件
分享自动控制原理领域知名教授的公开课件，这些课件经过精心设计和
制作，内容丰富、深入浅出，有助于学生更好地理解和掌握课程内容。
实验教学环节
基础性实验
通过基础性实验，使学生掌握自 动控制系统的基本实验方法和技 能，如系统建模、时域响应测量、
频率特性测量等。
设计性实验
引导学生自主设计简单的控制系统， 并进行实验验证，培养学生的实践 能力和创新意识。
综合性实验
组织学生开展综合性实验，将理论 知识与实际应用相结合，提高学生 的综合应用能力和解决复杂问题的 能力。
平时成绩占30%，包括课堂表现、作业完成 情况等；期末考试成绩占70%。
评分标准
根据试题的难易程度和学生答题情况，制定合理的 评分标准，确保公平、公正、客观地评价学生的成 绩。
成绩公布
考试结束后，及时公布成绩，并为学生提供 成绩分析报告，帮助学生了解自己的学习情 况和不足之处。
反馈机制及持续改进计划
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。
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》教学大纲课程名称：《自动控制原理》课程编号：课程学时：60学时课程学分： 4开设年级：大二第二学期教研室：电气教研室负责人：xxx目录第一部分：说明 (1)第二部分：《自动控制原理》的基本内容 (1)第三部分：附录 (6)《自动控制原理》教学大纲第一部分说明本课程是自动化、轨道交通、电气工程及其自动化的专业基础课，是该专业学生必修的重要专业理论课程。
主要讲授：自动控制的基本概念，控制系统的数学模型，时域分析法，根轨迹法，线性系统的频率响应法，控制系统的校正，非线性系统，离散控制系统。
第二部分《自动控制原理》的基本内容第一章自动控制的基本概念【教学目标】了解基础知识。
【教学重难点】明确控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念(被控对象，被控量，给定量，干扰量等)。
侧重讲述开环控制和闭环控制的基本原理和特点，闭环（反馈）控制是本章的重要概念。
通过示例，建立起系统的基本概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。
正确理解对控制系统稳、准、快的要求。
【教学方法】课堂讲授【教学时数】4课时【教学内容】1．1 引言1．2 自动控制的基本知识1．3 自动控制系统的基本控制方式1．4 自动控制系统的分类及基本组成1．5 对控制系统的要求和分析设计1．6自动控制理论的发展概况【考核目标】每章布置作业，作业量1-2小时，主要针对通过示例，建立起系统的基本概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。
第二章控制系统的数学模型【教学目标】熟练掌握传递函数的概念、定义、性质及局限性。
【教学重难点】熟练掌握用拉氏变换方法求解线性常微分方程的方法；熟练掌握利用结构图等效变换和梅逊公式求系统传递函数的方法。
【教学方法】课堂讲授+实验【教学时数】8课时【教学内容】2．1 引言2．2 系统微分方程的建立2．3 非线性数学模型线性化2．4 线性系统的传递函数2．6 典型环节及其传递函数2．7 系统的结构图2．8 信号流图及梅逊公式【考核目标】每章布置作业，作业量2-4小时，主要针对结构图的等效变换、梅逊公式。
《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。
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3、充分利用学校机房、实验室相关设备， 让学生独立完成实验，提高其动手能力；
4、动员学生积极参加课外科技制作，如： 数学建模、电子制作、机器人大赛等，综 合运用自控原理、电子技术等相关知识解 决实际系统设计中的问题。
通过上述内容的安排，实现了理论与实 际、课内与课外、传授知识与创新思维能 力培养的有机结合。
三、教学过程设计
（一）总体教学过程陈述 1、总—分—总（经历两次提高和飞跃，让学
生逐步增加兴趣和信心） 2、理论课教学进度与实验课教学进度合理安
排（学有所练、学后有思） 3、教师指引方向、学生自己拓展、共同探讨
问题
（二）总体结构
S=d/dt
传递函数
微分方程 系统
S=jw
频率特性
d/dt=jw
单学科束缚、扩展思维模式的有力工具。
二、课程内容设计
（一）总体安排 1、重视理论教学。课堂讲授中注意基本概念与
基本方法的介绍、注重理论联系实际，结合工控 领域中大量控制系统的实际项目进行分析，提高 学生分析问题的能力； 2、根据教学内容适量安排习题课，组织学生开展 讨论，加深对知识的理解，通过对典型例题的分 析，提高学生分析和解决问题的能力；
教材与参考文献
推荐教材： 《自动控制原理与系统》 孔凡才主编 机械工业
出版社 推荐教学参考资料： 《自动控制原理》胡寿松主编 国防工业出版社 《自动控制原理》王恩荣主编 化学工业出版社 《控制理论CAI教程》颜文俊等 科学出版社
谢谢大家！
模型的分析与简化（抓住主要因素，合并 抵消或者忽略次要因素）
数学建模的步骤有哪些？
模型建立：考察实际问题、列出涉及的因 素和假定条件、找到它们之间的关系、把 实际问题转化成数学问题
数学解答：选择适当的方法求解数学问题 的数学解
模型检验和结论：是否安全可靠、合理可 行、符合要求，是否具有可发展性并经得 起实践检验。（门捷列夫周期表、牛顿定 律等）
《自动控制原理》是我院电气自动化
专业（机电系）的一门重要的专业技术基 础课，共54课时，其中理论48课时，实验 6课时。该课程专科层次主要讲授经典控制 理论的时域分析法和频域分析法、自动控 制系统的校正等内容。
（二）课程目标
为了培养实用性人才和配合后续 课程的教学，
通过本课程学习，学生将掌握自动控制系统分析
（三）教学过程举例（仍以控制系统数学建模为例）
1、复习上节课知识和相关知识点：自动控制及自 动控制系统的概念、常见的控制系统如室温控制 系统、控制系统的要素等
2、本次课的主要内容提示：数学建模的概念、方 法、重要性
3、举例、提问的形式引导学生：
4、按照前述内容组织教学
5、课后思考：水位控制系统
6、预习内容：微分公式、电路基本知识、控制系 统微分方程的建立
《自动控制原理》求：
随着生产的发展和科学技术的进步，自动控 制技术已广泛应用于工农业生产、交通运输和国 防等各个领域，并成为当今最受重视的技术之一。 本课程正是基于当今高新技术的发展和高职高专 教育的发展特点而设置的。是电气自动化、机电 及相关专业的核心课程之一。
类比：小学、中学解数学、物理等应用题 举例：室温变化数学模型（定性分析）
分析要点：
研究室温变化的背景（节能、新能源开发、 建筑结构、建材、取暖技术）
室温变化=热源释放的热能-室内热能的损 失
影响室温变化的因素（封闭室内空气质量、 室内有无其他物品、墙体是否为同一材质、 外界温度、使用的取暖手段等）
（二）主要教学内容（根据专业教学计划、 教学大纲以及职业教学特点、学生认知特 点设置）
自动控制理论和技术的发展
自动控制及自动控制系统的相关概念
自动控制系统数学建模
线性连续系统的时域、频域分析。（稳定 性、稳态性能、动态性能）
自动控制系统的校正
（三）重难点总结
1、 课程的重点是：时域中连续系统的稳 定性分析及频域中连续系统的分析与设计。
（三）课程在专业教学中的作用
自动控制原理是一门“实践性很强的
理论”课程，由于它是以高等数学、工程
数学、电力电子技术、模拟电子技术、数
字电子技术、电机理论、MATLAB语言等
学科和领域为基础，又是PLC应用技术、计
算机控制、单片机与接口技术、自动化生
产线等学科的指导理论和实践支撑，所以
它是整个专业教学中的纽带。是学生脱离
为什么要学习数学建模？
数学建模在计算机相关知识中的重要性 要学会将所学的数学、物理、语文等知识和实
际问题结合起来，抽象成逻辑过程。 数学建模与学习自动控制原理之间的关系 指导思想、引线 基本工具、重要方法 解决实际问题
有哪些常见的控制系统数学模型？
结构方框图、信号流程图 微分方程 传递函数 频域特性方程 状态空间方程 脉冲传递函数
与设计等方面的基本概念，并能对控制系统进行
定性分析、简单定量计算和设计，同时还要求学
生能利用MATLAB软件对控制系统进行初步的辅
助分析和设计。
最终掌握研究常见控制系统共性的技术，培养应 用科学“方法论”和系统的理念来解决生产甚至 是生活中实际问题的能力、相关实践动手能力、 综合应用能力、学习能力、工作能力和创新思维 能力。
2、课程的难点是： ① 频率特性与系统性能指标关系的理解；
②根据给出的时域或频域性能指标，设计 出满足控制系统要求的校正装置。
（四）教学单元展示
——控制系统数学建模 （1-2课时）
什么是数学建模？
一般定义：通过对实际问题的抽样和简化， 确定变量和参数，并根据某些规律建立起 变量及参数间的确定关系的数学问题，求 解该数学问题，解释验证所得到的解，从 而确定能否用于解决问题的多次循环、不 断深化的过程。
四、学习评价与考核设计
学习评价：
学习态度、课堂提问与讨论、实验情 况、作业完成质量、上课纪律与出勤情况、 思维方法等
考核方式：闭卷考试
40%
考试成绩占60%，平时成绩占
五、改革创新的方向与建议
将计算机控制技术、过程控制结合 适当增加实验课时 实验室添置自动控制综合实验设备 以具体系统对象为主线和核心开展教学 安排学生和教师到相关岗位实习、学习