《自动控制原理》实验课程教学大纲.

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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

《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

【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。

《自动控制原理实验》教学大纲.doc

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《自动控制原理实验》教学大纲(课程代码:09121209)一、课程基本情况(一)课程名称:自动控制原理Automatic Control Theory(二)课程类别:专业基础课(三)课程性质:独立设课(四)学时、学分实验学时与学分:18学时、0.5学分(五)适用专业:电气工程与自动化、电气自动化技术、物理(六)大纲执笔:高联学(七)大纲审批:胡波李卫兵(八)制定(修订)时间:2008年8月二、实验教学目的与基本要求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。

三、实验内容与基本要求(二)实验内容及要求实验一控制系统典型环节的模拟内容:1.分别画出比例、惯性、积分、微分和震荡环节的模拟电路图;2.按下列各典型环节的传递函数,调节相应的模拟电路的参数,观察并记录其单位阶跃响应波形。

%1比例环节:%1积分环节:%1比例微分环节:%1惯性环节:%1比例积分环节:%1振荡环节:要求:1•熟悉超低频扫描示波器的使用方法。

2.掌握用运放组成控制系统典型环节的模拟电路。

3.测量典型环节的阶跃响应曲线。

4.通过实验了解典型环节参数的变化对输出动态性能的影响。

仪器:实验二一阶系统的时域响应及参数测定内容:1.一阶系统模拟电路图;2.一阶系统原理。

要求:1•观察一阶系统在单位阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应;实验二二阶系统的瞬态响应分析内容:1.二阶系统模拟电路;2.二阶系统原理及节跃响应区线。

要求:1.熟悉二阶模拟系统的组成;2.研究二阶系统分别工作在f = 1,0 < f < 1,玮口f〉1三种状态下的单位阶跃响应;3.增益K对二阶系统单位阶跃响应的超调量、峰值时间t p和调整时间t s;4.观察系统在不同K值时跟踪斜坡输入的稳态误差。

实验四PID控制器的动态特性内容:1.PD控制器;2.PI控制器;3.PID控制器关。

自动控制原理教学大纲

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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》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲课程名称:Automatic Control Theory课程类型:学科基础课学 时:80学时 理论学时:74 实验学时:6学 分:5适用对象:自动化、测控技术与仪器专业本科一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化及测控技术与仪器专业的学科基础课。

本课程的学习任务要求学生掌握经典控制论的基本概念、基本原理和基本方法。

目的在于使学生掌握控制理论基本概念的基础上,具备对系统进行定性分析、定量估算和动态仿真能力,为专业课学习和工程实践打下必要的基础。

先修课程:《高等数学》、《复变函数》、《电路》、《模拟电子技术》。

二、教学基本要求1 熟练掌握线性定常连续系统建模方法及各类数学模型之间的相互转换;2 熟练掌握线性定常连续系统的分析方法(包括时域分析法、根轨迹法和频率法),并能够利用这些方法分析系统的稳定性、动态性能和稳态性能;3 掌握线性定常连续系统的串联校正法,了解反馈校正和复合校正基本原理;4掌握线性定常离散系统的数学描述及分析方法。

三、课程内容及学时分配1 概述 (2学时)2 控制系统数学模型(8学时)(1)时域数学模型(2)复域数学模型(3)结构图与信号流图(4)闭环传递函数3 控制系统时域分析(14学时)(1)时域性能指标(2)一阶系统时域分析(3)二阶系统时域分析(4)高阶系统时域分析(5)线性系统稳定性分析(6)线性系统稳态误差计算(7)顺馈控制的误差分析4 控制系统根轨迹分析(8学时)(1)根轨迹法的基本概念(2)根轨迹的绘制法则(3)零度根轨迹(4)参数根轨迹(5)系统性能分析5 控制系统频域分析(16学时)(1)频率特性概念(2)典型环节频率特性(3)开环系统频率特性绘制(4)频域稳定判据(5)稳定裕度(6)闭环频域性能6 线性系统校正方法(6学时)(1)系统的设计与校正(2)常用校正装置及其特性(3)串联校正(4)反馈校正7 离散系统分析(10学时)(1)离散系统基本概念(2)信号的采样与保持(3)z变换理论(4)离散系统数学模型(5)稳定性与稳态误差(6)动态性能分析8 非线性系统分析(10学时)(1)非线性控制系统概述(2)常见非线性特性及其对系统运动的影响(3)相平面法(4)描述函数分析法四、实验教学内容及要求模拟实验2学时:①典型环节模拟 ②*一阶、二阶系统分析上机实验4学时:①系统建模与时域分析 ②根轨迹与频域分析 ③*线性定常系统校正 五、教材及参考书教材:《自动控制原理》 李友善 主编 国防出版社出版《自动控制原理》 胡寿松 主编 科学出版社出版参考书目:《自动控制原理习题集》 胡寿松 主编 科学出版社出版《自动控制原理300题》 李友善等 主编 国防出版社出版《现代控制工程》(第三版)卢伯英等译电子工业出版社出版《自动控制原理讲义》(上) 自编大纲制定:宋雪玲大纲审定:刘朝英制定日期:2005年4月《自动控制原理》课程教学大纲课程名称:Automatic Control Theory课程类型:学科基础课 理论学时:40 实验学时:8学 时:48学时学 分:3适用对象:工业工程专业本科一、课程的性质、目的和任务本课程是工业工程专业的学科基础课。

《自动控制原理》课程教学大纲

《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。

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

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》教学大纲

《自动控制原理》教学大纲

《自动控制原理》教学大纲课程编号:10140093英文名称:Principles of Automatic Control学分:3学时:总学时56学时,其中理论40学时,实践16学时先修课程:大学物理、高等数学、信号与系统课程类别:专业方向课程授课对象:电子信息工程专业学生教学单位:数理信息学院修读学期:第5学期一、课程描述和目标本课程是电子信息工程专业的专业方向课,是一门理论性较强的课程。

通过本课程的学习,使学生掌握自动控制基本概念,基本规律及其物理本质的论述,了解和掌握所讲述的控制系统的基本分析和计算方法而不着重于理论的推导和证明。

同时促进大学生的信息意识、信息价值、信息道德与信息安全等信息素质观念的形成与发展,提高学生学习、研究和创新能力,以便更好地适应当今知识经济时代,满足信息社会的需要。

通过学习本课程,拟达到以下课程目标:课程目标1:提高学生科学素养,培养学生大国工匠精神,树立科技强国,敢于创新的信念。

课程目标2:培养学生掌握自动控制原理的基本知识,包括控制系统的数学模型,线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法,线性离散系统的分析与校正等相关知识。

课程目标3:培养学生运用自动控制原理知识分析和解决复杂问题的能力,同时通过原理学习,为进一步深入学习控制理论与应用奠定基础。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系三、教学内容、基本要求与学时分配实验部分四、课程教学方法采用集中讲授法、讨论法、练习法、案例法等教学方式。

五、学业评价和课程考核课程考核采用过程性和结果性相结合的方式,总评成绩由平时成绩和期末考核两部分组六、教材与参考书(一)推荐教材1.《自动控制原理》,胡寿松主编,科学出版社,2013年07月版;2.《自动控制原理》,王建辉、顾树生主编,清华大学出版社,2014年04月版;3. 《自动控制原理》,刘胜主编,哈尔滨工程大学出版社,2015年02月版。

(二)参考资料1.《自动控制原理》,葛一楠、唐毅谦、喻晓红主编,清华大学出版社,2016年03月版;2.《自动控制原理》,王建辉,顾树生主编,清华大学出版社,2014年04月版。

自动控制原理课程教学大纲

自动控制原理课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲英文名称:Automatic Control Theory课程编号:适用专业:电子信息工程、电子信息科学与技术学时:46 学分:2.5课程类别:专业方向课课程性质:任选课一、课程的性质和目的通过本课程的学习,使学生建立经典控制理论部分的基本概念,学习现代控制理论的基本内容,掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律,使其具有分析和设计自动控制系统的初步能力。

同时为以后从事实际工作和科研奠定一定的理论基础。

二、课程教学内容第一章:自动控制的一般概念主要内容:要求建立必要的基本概念:反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象;要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。

第二章:控制系统的数学模型主要内容:用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型-微分方程,典型元部件的传递函数的求取,结构图的绘制,由结构图等效变换求传递函数,由梅森公式求传递函数。

重点:常用元部件传递函数的求取;系统传递函数的求取。

难点:结构图等效变换;梅森公式的应用。

第三章:线性系统的时域分析法主要内容:时域性能指标的定义,一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法,用Matlab求高阶系统动态性能指标,劳斯稳定判据及其应用,稳态误差的分析与计算,减小或消除稳态误差的方法。

重点:二阶系统性能指标的求取第四章:线性系统的根轨迹法主要内容:根轨迹的概念,根轨迹方程,绘制根轨迹的基本法则。

重点:绘制根轨迹。

第五章:线性系统的频域分析法主要内容:频域特性的物理意义及图形表示方法,奈氏判据,稳定裕度,用频率特性建立系统的数学模型。

重点:复杂系统稳定裕度的确定。

难点:多环系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定。

第六章:线性系统的校正方法主要内容:串联超前校正,串联滞后校正,串联滞后-超前校正基本概念。

第七章:线性离散系统的分析与校正主要内容:信号的离散化与信号保持器,Z变换定理,闭环脉冲传递函数,离散系统的稳定性与稳态误差,动态性能分析。

《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

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》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲课程编号:21311104总学时数:72(理论60,实验12)总学分数:4.5课程性质:专业必修课适用专业:电气工程及其自动化一、课程的任务和基本要求:本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。

掌握分析与综合线性控制系统的三种方法:时域法、根轨迹法和频率法。

掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。

了解非线性控制系统的分析和综合方法。

建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。

通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。

结合各种实践环节,进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。

从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、智能控制、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。

自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节,因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。

二、基本内容和要求:1. 基础知识(1)人工控制和自动控制(2)开环控制系统(3)闭环控制系统(4)反馈控制系统的组成、分类和性能指标要求:了解控制理论的发展史、开环控制系统与闭环控制系统、反馈控制系统的组成、分类和性能指标。

2. 单变量线性定常系统的数学描述(1)系统的动态特性(2)单变量线性定常系统的数学描述(3)典型环节及其传递函数(4)控制系统方块图(5)信号流图(6)非线性微分方程线性化要求:控制系统微分方程的建立,传递函数的基本概念和定义,传递函数的性质,基本环节及传递函数,控制系统方框图及其绘制,方框图的变换规则,典型系统的方框图与传递函数,方框图的化简,用梅森增益公式化简信号流图。

3. 单变量线性定常系统的性能指标(1)单变量线性定常系统的输出响应(2)单变量线性定常系统的稳定性(3)劳斯稳定判据(4)控制系统的瞬态特性(5)控制系统的稳态特性(6)动态误差系数要求:掌握线性定常系统的瞬态特性和稳态特性,掌握劳斯判据。

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《自动控制原理》实验课程教学大纲
一、课程类型:
适用专业:自动化、测控、电子信息等相关专业
课程学时:18学时(六组实验)
课程性质:非独立设课
先修课程:电路理论,复变函数和拉氏变换,电子技术基础,电力电子,电力拖动
二、《自动控制原理》实验课程的地位、作用和任务
《自动控制原理》是自动化,测控和电子信息等专业教学中的一门重要专业基础课程,实验环节相当重要。

本课程的作用是使学生在学习了理论知识的基础上,通过实践深化对相关知识的了解。

了解实验的主要过程及基本方法,为今后的学习工作奠定良好的实验基础。

本课程的主要任务是:
1.通过对实验对象的观察、分析和对参量的测定,学习自动控制原理实验知识,加深对自动控制原理的理解。

2.培养和提高学生的科学实验能力。

3.培养和提高学生的科学实验素养。

三、教学基本要求
1.实验理论教学
通过实验理论教学使学生:
(1)了解科学实验的重要性,明确专业基础课实验课程的地位、作用和任务。

(2)了解误差理论的基本知识,具备正确处理实验数据的初步能力。

其中包括:测量结果的误差表示;间接测量的误差计算;处理实验数据的一些重要方法(如列表法、作图法等)。

(3)初步具有依据实验要求确定实验方法,正确选择编程方法的能力。

(4)遇到实验失败的情况,能准确判断问题出现的地方,分析原因,找到解决的方法。

2.实验教学
通过自动控制原理实验的训练,使学生在实验方法和实验技能方面达到下列要求:
(1)能够自行完成预习教材,进行实验和写实验报告等主要实验程序。

(2)能够掌握常用仿真软件Matlab的使用和编程技巧。

(3)开设适量综合性实验、设计性实验,使学生在实验方法的考虑、仿真软件的编程模拟、测量条件的确定等方面受到初步训练,提高独立思考问题能力以及综合性实验的动手能力。

四、实验内容和学时安排
1. 实验内容
共开设六组实验,使用MA TALB仿真软件进行仿真/设计实验
2. 学时安排
总学时:18学时
6个实验各占3学时
3. 实验器材
微机,MA TALB仿真软件(6.5版本)
五、实验教材
《自动控制原理实验指导书》(龙岩学院物理与机电工程学院自编)
六、考核方法
采用实验考勤、实验操作和实验报告的方式,按一定比例综合评定。

每次的实验成绩由三部分组成:
⒈实验准备和实验数据测取部分占40%
⒉实验结果分析及思考题回答占40%
⒊实验报告占20%。

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