《机械工程控制基础》课程教学大纲-2012版
机械工程控制基础教学大纲
《自动控制原理》教学大纲适应专业：机械设计制造及其自动化(本科)课程性质：专业选修课课程编号：0521005总学时：56总学分：3.5教学对象（本课程适合的专业和年级）：机械设计制造及其自动化专业（本科）2012年级（3+2）学生预备知识：电路、复变函数、高等数学、电机与拖动、数电、数字电子技术基础、模拟电子技术基础教学方式：多媒体课件教学使用教材：《自动控制原理》（非自动化类）孟庆明主编高等教育出版社参考教材：《自动控制原理》（第2版）王划一主编高等教育出版社一、课程性质、目的和任务《自动控制原理》课程是机电一体化、机械设计制造及自动化等专业的专业必修课，在许多工程技术领域中有着广的泛应用。
本课程是机电一体化专业必修的一门重要的专业基础课（主干课程）。
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。
课程的主要任务是通过学习，使学生掌握自动控制的基本原理及必要的现代控制理论方面的基础知识，熟练掌握各种分析方法；同时通过实验和仿真，将理论与实践有机地结合起来，培养学生一定的实际动手能力。
它为学习后续专业课如现代控制理论、自动控制系统、计算机控制系统等课程打下坚实的理论基础。
通过课堂教学环节与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,基本规律和研究方法，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。
二、教学基本要求通过学习本课程，使学生掌握自动控制系统的基本概念、自动控制理论的发展历史，学会建立和简化自动控制系统的数学模型，着重掌握自动控制系统的时域分析法和频率特性分析法，并了解自动控制系统综合与校正的一般方法；在此基础上，利用线性代数及矩阵论的有关知识，对线性控制系统进行分析与研究，讨论状态方程的建立、变换和求解的方法，系统的能控性与能观测性的定义及判别方法，状态反馈和闭环极点配置方法等；要求会分析和计算有关问题，并能独立完成规定的实验。
《 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。
《机械工程控制基础》课程教学大纲-版(可编辑修改word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。
《机械工程控制基础》教学大纲30学时
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。
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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《控制工程基础》教学大纲
《控制工程基础》教学大纲课程类别：专业教育课程课程名称：控制工程基础开课单位：机械工程学院课程编号：B03020302总学时：40 学分： 2.5适用专业：机械电子工程先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、电工技术、电子技术基础一、课程在教学计划中地位和作用控制工程基础是机械电子工程专业的一门专业基础课程，也是后续专业课程的基础。
该课程主要是运用控制论的基本原理及基本思想方法，分析研究机械和机电工程中有关信息的传递、反馈及控制，研究机械和机电系统的动态特性，培养学生以动态的观点去看待机械系统。
要求学生掌握系统时频域建模及性能分析的相关知识，掌握系统稳定判定的方法，熟悉系统校正的方法。
培养学生具有初步设计、分析和校正系统的能力，培养学生应用控制工程基础理论知识并使用MATLAB软件分析、研究、解决复杂工程问题的能力。
为学生从事相关专业技术工作和科学研究工作提供必要的理论知识支撑。
二、课程目标1.通过本课程的学习，培养学生能利用控制系统的基本原理表述与解决工程问题，建立学生能在创建系统数学模型的基础上，对系统的性能进行分析、研究的能力；（支撑毕业要求1、2、4）2.能利用系统频率特性的基本知识，对系统进行辨识，培养学生掌握解决工程问题的程序与方法；（支撑毕业要求1、2）3.能够利用系统稳定的条件判断系统系统是否稳定，并能对不稳定的系统进行校正，培养学生能用理论知识进行工程问题规划与设计，适时体现创新意识；（支撑毕业要求1、2、3）4.能够有效利用MATLAB软件对控制工程实际问题进行模拟、分析与预测。
（支撑毕业要求5）三、课程内容及基本要求第一章绪论（2学时）1．熟悉控制系统得基本工作原理；2．了解控制系统的分类，熟练掌握控制系统的反馈工作原理及反馈控制系统基本构成；3．了解控制理论的研究对象及方法；4．理解控制系统的最基本要求。
第二章拉普拉氏变换（2学时）1．了解拉氏变换与拉氏反变换的定义；2．掌握典型时间函数的拉氏变换和拉氏变换定理；3．熟练掌握拉氏反变换的数学方法。
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案
机械工程控制基础教案第一篇：机械工程控制基础教案第一章绪论[教学内容]1．控制理论学科的发展概况2．控制理论的研究对象3．控制系统的工作原理及基本要求4．学习目的和学习方法[教学安排]安排的教学时数：4学时[知识点及基本要求]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。
[重点和难点]反馈与反馈控制；控制系统的概念；[教学法设计]应用多媒体课件，开展案例教学。
第二章控制系统的数学模型[教学内容]1．控制系统动态微分方程的建立以及非线性方程的线性化；2．传递函数的概念及传递函数方块图的简化方法；3．典型环节的传递函数；[教学安排]本章安排的教学时数：6学时2.1.1 线性系统与非线性系统；2.1.2 线性系统微分方程的列写；2.1.3系统非线性微分方程的线性化。
安排2学时。
2.2.1 传递函数的定义；2.2.2传递函数的常见形式；2.3.1控制系统的基本联接方式；2.3.2扰动作用下的闭环控制系统。
安排2学时2.3.3 传递函数方块图的绘制；2.3.4传递函数方块图的变换；2.3.5传递函数方块图的简化。
安排2学时。
2.4 典型环节的传递函数。
安排2学时。
[知识点及其基本要求]2.1 控制系统的微分方程线性系统与非线性系统，以质量-弹簧系统等为例引出线性系统与非线性系统的概念，让学生对概念有明确的理解；线性系统微分方程的列写，是本次课的重点，通过力学、电学等方面的实例让学生掌握动态系统建模的方法；系统非线性微分方程的线性化，让学生理解非线性动态微分方程线性化的处理方法。
2.2 传递函数传递函数的定义，是本次课的重点讲解内容，通过实例让学生理解为什么要引入传递函数表述动态系统；传递函数的常见形式，让学生了解它的多种表达方式；控制系统的基本联接方式，主要掌握串联、并联和反馈控制等基本联接方式；扰动作用下的闭环控制系统。
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。
《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三、课程教学内容与学时分配）四、课程教学方法（一）课堂讲授（40学时）1．采用启发式教学，通过结合具体如机器人控制系统、机床运动控制系统、液压伺服控制系统等实例教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
《机械工程控制基础》课程教学大纲
《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教师或教学团队信息二、课程基本信息课程名称（中文）：机械工程控制基础课程名称（英文）：FUNDAMENTALS OF MECHANICAL CONTROL ENGINEERING课程类别：□通识必修课□通识选修课□专业必修课■专业方向课□专业拓展课□实践性环节课程性质*：■学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性课程代码：2130107周学时：3总学时：48学分:2先修课程：《工程数学》、《电工电子学》、《机械设计基础》、《液压与气压传动》等授课对象：机械设计制造及其自动化三、课程简介本书讲述了机械工程控制的基本原理、分析和综合方法及其在机械工程中的实际应用，主要包括以下内容：机械工程控制的基本概念、研究对象和任务；机电系统数学模型的基本概念及建立方法，拉氏变换的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；典型机电系统的时域分析方法、性能指标以及系统误差分析方法；机电系统的频域分析方法；判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；系统的综合与校正的常用方法等。
本课程的开设，旨在帮助学员：（1）了解机械工程控制基础相关的基本概念，研究对象和任务；（2）领会和理解机电系统数学模型的基本概念和建立方法；（3）掌握机电系统的时域和频域分析法。
（4）了解系统的综合与校正的常用方法四、课程目标本课程旨在让学生了解PLC的基本特点、功能、工作原理和工作方式，学习PLC的基本指令、步进指令、部分功能指令，PLC程序编写和调试的方法，熟悉PLC的常规操作，掌握PLC控制系统的设计方法，具有构建和维护一般PLC控制系统的基本应用能力。
五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）第一章概述1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、自动控制和自动控制系统2）、控制系统的构成和基本环节3、）控制系统的分类和基本要求 4）、自动控制系统的发展重点难点：开环控制与闭环控制、反馈定义等教学难点：反馈，系统方框图的绘制3. 学生学习任务：熟悉自动控制并理解组成及其工作原理4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第二章系统的数学模型1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的微分方程2）、拉普拉斯变换及应用3）、传递函数4）、系统的动态结构图及其等效变换5）、反馈控制系统的传递函数重点难点：微分方程建立，传递函数，方框图的简化等教学难点：传递函数，方框图的简化3. 学生学习任务：列写系统的微分方程，传递函数的定义，传递函数方框图的简化4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第三章系统的时间响应分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的时域性指标2）、一阶系统的时域响应3）、二阶系统的时域响应4）、系统的稳态误差分析重点难点：二阶系统的时域分析，系统的稳态误差等教学难点：系统的稳态误差3. 学生学习任务：1）掌握一阶系统的定义和基本参数，并能够求取一阶系统的单位脉冲响应，单位阶跃响应和单位斜坡响应2）掌握二阶系统的定义和基本参数，掌握二阶系统的单位阶跃响应曲线的基本形状3）稳态误差的求取4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第四章系统的频率特性分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、频率特性2）、典型环节的频率特性 3）、Nyquist图和BODE 图的绘制重点难点：教学难点：频率特性，bode图的绘制3. 学生学习任务：熟悉频率特性定义，掌握典型环节的nyquist和bode图4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第五章系统的稳定性1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、稳定性的定义2）、Routh稳定判据重点难点： Routh稳定判据3. 学生学习任务：熟悉系统稳定性的定义并会用routh判据判断系统的稳定性4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无六、修读要求（满足对应课程标准的第3条）1.准时上课和做实验，如有事情可以向相关辅导员和老师请假。
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。
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。
(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。
1.1 控制工程概述1.2 系统的分类1.3 对控制系统的基本要求1.4 控制工程的发展1.5 本课程的主要内容和学习方法复习与作业要求：结合学习进度，适当安排思考题，习题量适中或较少为宜。
考核知识点：系统；反馈和反馈控制；系统的分类；对控制系统的基本要求辅助教学活动：无第二章控制系统的数学模型教学目的和要求：了解微分方程的列写方法及相关知识，掌握传递函数的概念和特点，熟悉典型环节的传递函数，熟练掌握传递函数方框图及其简化，理解相似系统。
教学重点和难点：1．传递函数2．传递函数方框图及其简化3．相似系统教学方法与手段：以课堂讲授为主，本章重点部分应详解精讲，尽量采用启发式教学，配合适当的课堂练习和课外作业。
2.1 系统的微分方程2.2 拉氏变换及拉氏反变换2.3 系统的传递函数2.4 系统的方框图及其简化2.5 相似系统复习与作业要求：结合学习进度，适当安排思考题和练习题，习题量宜适中。
考核知识点：传递函数；典型环节的传递函数；传递函数方框图及其简化；相似原理辅助教学活动：无第三章控制系统的时域分析教学目的和要求：了解时间响应及其组成，深刻理解一阶、二阶系统的时间响应分析，熟练掌握和应用一阶、二阶系统的性能指标计算，了解高阶系统的时间响应分析，了解并基本掌握系统误差分析与计算方法。
教学重点和难点：1．时间响应及其组成2．一阶、二阶系统的时间响应分析3、二阶系统响应的性能指标教学方法与手段：以课堂讲授为主，本章重点部分应详解精讲，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。
3.1 时间响应及典型输入信号3.2 一阶系统的时域分析3.3 二阶系统的时域分析3.4 高阶系统的时域分析3.5 系统误差分析复习与作业要求：结合学习进度安排练习题，习题量可适当加大。
考核知识点：一阶、二阶系统的单位脉冲、单位阶跃响应；一阶、二阶系统响应的性能指标辅助教学活动：无第四章控制系统的频域分析教学目的和要求：理解频率特性及相关概念，熟练掌握频率特性的图示方法，了解最小相位系统与非最小相位系统的概念，了解频域性能指标。
教学重点和难点：1．频率特性的概念2．频率特性的图示方法教学方法与手段：以课堂讲授为主，本章重点部分应详解精讲，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。
4.1 频率特性概述4.2 频率特性的极坐标图4.3 频率特性的对数坐标图4.4 频域性能指标与时域性能指标间的关系复习与作业要求：结合学习进度，适当安排练习题，习题量宜适中。
考核知识点：频率特性的概念；频率特性的求法；典型环节的Nyquist图；典型环节的Bode图；绘制系统Bode图的步骤辅助教学活动：无第五章控制系统的稳定性分析教学目的和要求：掌握稳定性的定义和条件，了解系统稳定性的初步概念和相关提法，熟练掌握和应用Routh稳定判据，了解Nyquist稳定判据和Bode稳定判据，并进而了解系统相对稳定性的概念的求法。
教学重点和难点：1．系统稳定性的初步概念2．Routh稳定判据3．Nyquist稳定判据4．系统的相对稳定性教学方法与手段：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。
5.1 稳定性的初步概念5.2 稳定性判据5.3 系统的相对稳定性复习与作业要求：结合学习进度，适当安排练习题，习题量适中或较少为宜。
考核知识点：稳定的定义和条件；关于稳定性的一些提法；Routh稳定判据；相对稳定性辅助教学活动：无第六章控制系统的校正教学目的和要求：了解系统的性能指标，系统地了解系统校正的各种方法。
教学重点和难点：1．系统的性能指标2．系统校正的概念和分类教学方法与手段：以课堂讲授为主，注意实例教学，配合适当的课堂练习和课外作业。
6.1 系统校正的基本概念6.2 系统的串联校正6.3 系统的PID校正6.4 系统的并联校正复习与作业要求：结合学习进度，适当安排思考题和练习题，习题量适中或较少为宜。
考核知识点：系统的性能指标；系统校正的概念和分类辅助教学活动：无第七章离散控制系统和现代控制理论简介教学目的和要求：本章分别对离散控制系统和现代控制理论进行了简要介绍。
希望学生能够对离散控制和现代控制理论建立初步的认识，了解离散控制的基本原理和状态空间分析法的基本思想，理解这些理论和方法在计算机控制方面的应用前景，并为以后深入学习现代控制理论奠定基础。
教学重点和难点：1．离散控制系统2．现代控制理论简介教学方法与手段：以简要介绍为主，可少量安排或不安排课堂练习和课外作业。
7.1 离散控制系统7.2 现代控制理论简介复习与作业要求：可少量安排或不安排课堂练习和课外作业。
考核知识点：离散控制系统的基本概念；现代控制理论的基本概念辅助教学活动：无三、课程教学的特色说明1．本教学大纲定位于普通大学机械类专业学生在本科学习阶段的要求，不求理论全而深，要求学生在理解相关理论的基础上，能较好地分析系统，解决实际问题。
本大纲适用于30～42学时《机械工程控制基础》课程教学使用。
按照减少学时、降低重心、拓宽面向、精选内容、更新知识的原则，力求做到针对性强，适应性强，讲解清晰。
2．如教学学时不足，第6 章、第7章以及其它章部分内容可安排学生自学。
3．课内建议安排习题课4～6学时，建议第2至5章各约1学时，可根据需要适当增加或结合使用。
本课程主要介绍经典控制理论。
在介绍了如何建立系统数学模型的基础上，介绍时域分析方法和频域分析方法，并在此基础上对系统的稳定性和校正等问题进行讨论，如时间宽裕，最后还可简要介绍离散控制系统和现代控制理论。
四、考试大纲1．考试的目的与作用机械工程控制基础是机械设计制造及其自动化专业的一门技术基础课。
学生的考试成绩是对其学习水平评价的重要因素之一。
通过复习考试，可以巩固学生对机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的认识和理解。
考察学生对建立和变换系统的数学模型的方法，控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法的掌握程度，以及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。
教师通过考试可以考核学生对所学知识点的掌握程度，找出共性问题；另外，通过考试还可以检查教学效果，为今后进一步提高机械工程控制基础课程的教学质量，促进课程建设提供重要的参考依据。
2．考核内容与考核目标本课程考试内容主要针对机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法，建立和变换系统的数学模型的方法，对控制系统进行时间响应分析和频率特性分析的方法，以及在此基础上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。
3．主要参考书⑴．机械工程控制基础．田勇，陈大立．电子工业出版社, 2011⑵．机械工程控制基础（第五版）．杨叔子．华中科技大学出版社, 2005.74．课程考试内容与教材的关系课程考试内容与教材基本一致，教材内容较多，部分章节在本考试中不涉及或较少涉及，具体情况参见教学大纲。
5．分章节的考核知识点第一章绪论⑴．识记：系统的分类；对控制系统的基本要求⑵．理解：系统；反馈和反馈控制第二章控制系统的数学模型⑴．识记：典型环节的传递函数⑵．理解：拉氏变换及拉氏反变换；传递函数；相似系统⑶．应用：列写微分方程的一般方法；系统的方框图及其简化第三章控制系统的时域分析⑴．识记：时间响应及其组成；高阶系统的时域分析⑵．理解：一阶、二阶系统的单位脉冲、单位阶跃响应⑶．应用：一阶、二阶系统响应的性能指标第四章控制系统的频域分析⑴．识记：典型环节的Nyquist图；典型环节的Bode图；⑵．理解：频率响应与频率特性；频率特性的求法⑶．应用：绘制系统Bode图的步骤第五章控制系统的稳定性⑴．识记：稳定性的初步概念；相对稳定性⑵．理解：稳定的定义和条件⑶．应用：稳定性判据第六章控制系统的校正⑴．识记：系统的性能指标；系统校正的概念和分类第七章离散控制系统和现代控制理论简介⑴．识记：离散控制系统的基本概念；现代控制理论的基本概念6．题目类型与考核方式题目类型一般可包括：选择题、填空题、判断正误、名词解释、简答题、计算题、作图题、证明题等，也可采用其它题型。
考核方法建议采用闭卷考试，也可采用开卷考试。
7．成绩评定办法一般考试试卷成绩占80%，平时成绩占20%。
平时成绩一般依据课堂出勤、提问、作业及平时表现等进行评定，所占比例也可根据实际情况适当修改。
五、学时分配六、课程主要参考书⑴．机械工程控制基础．田勇，陈大立．电子工业出版社, 2011.4⑵．机械工程控制基础（第五版）．杨叔子．华中科技大学出版社, 2005.7修订人：陈大立审核人：薛东彬批准人：马晓录修订时间：2012年12月审核时间：2012年12月批准时间：2012年12月。