控制工程基础课程简介资料

考核方式
• 平时考勤和作业上交、完成情况20％ （无
故缺课达到总课时的三分之一者取消考试
资格） • 实验成绩20% • 期末考试成绩60％
控制工程基础
“控制工程基础”课程简介
自动控制技术与人类进步 Automatic Control & Human Civilization
自动控制是人类在认识世界和发明创新的过 程中发展起来的一门重要的科学技术。依靠 它，人类可以从笨重，重复性的劳动中解放 出来，从事更富创造性的工作。自动化技术 是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩目的 高技术之一，是推动新的技术革命和新的产 业革命的关键技术。自动化也即现代化。
操江号(62mx10m), 392匹马力， 600T排水，备炮9门
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II.经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935)
(1) 美国福特(Ford Motor)汽车公司建 成最早的汽车装配流水线(1913) (2) 美国N. Minorsky研制出用于船舶 驾驶的伺服结构，提出PID控制方 法(1922) (3) 美国MIT的Vannevar Bush研制成第一台大型模拟计算 机(Differential Analyzer)(1928)
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(6) 英国J. Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度 (1788年) (7) 英国J. C. Maxwell发表“论调速器”(On Governors)论文(1868年)
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“控制工程基础”课程简介 (8) 英国E.J. Routh建立Routh判据(Routh-Hurwitz Stability Criteria)(1875年) (9) 俄国A.M. Lyapunov博士论文“论运动稳定性的一般问 题” (1892年)
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Control Engineering Foundation
黑龙江大学机电工程学院
毕永利 机电楼305室
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参考书目
《自动控制原理简明教程》 胡寿松 科学出版社 《自动控制原理习题解析》 胡寿松 科学出版社 《控制工程基础》 董景新 清华大学出版社
《自动控制原理》 胡寿松 国防工业出版社
《自动控制原理》 李有善 国防工业出版社 《自动控制原理》 吴 麒 清华大学出版社 《机械工程控制基础》 杨叔子 华中科技大学出版社 《现代控制工程》 绪方胜彦 科学出版社
《控制工程基础》 王积伟 高等教育出版社
《计算机控制系统》何克忠 清华大学出版社
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I.前期控制(Early Control)(1400B.C. 1900)
(0) 中国，埃及和巴比伦出现自动 计时漏壶(1400B.C. ~1100B.C.)。 (1) 秦昭王时，李冰主持修筑都江 堰体现的系统观念和实践(300B.C.)
西汉漏壶
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(10) 英国J. M. Gray设计出第一艘全自动蒸汽轮船“东方” 号(Great Eastern)(1866年)
Hale Waihona Puke 控制工程基础“控制工程基础”课程简介
(11)由徐寿设计的中国第一 艘蒸汽轮船“黄鹄”号 (L20m, 25T, 10km/hr)在安 庆内军械所下水(1866)。次 年，中国第一艘木质明轮 蒸汽舰船“恬古”号在江 南造船厂下水。
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课程要求
• 按时上课 • 认真听讲，遵守课堂纪律
• 按时、独立完成作业
• 遇到问题及时解决 • 多看参考书，多方面理解课程内容 • 勤于思考、善于发现问题 • 注意理论学习和实际应用之间的联系 • 应用MATLAB进行控制系统的辅助分析和设计
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(2) 亚历山大的希罗发明开闭庙门和分发圣水等自动 装置(100年)
(3) 中国张衡发明水运浑象，研制出自动测量地震的 候风地动仪(132年)
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(4) 中国研制出用齿轮传动的自动指示方向的指南车 (235年)
(5) 中国明代宋应星所著《天工开 物》记载有程序控制思想(CNC) 的提花织机结构图(1637年)
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课程内容
• 课堂讲授部分（56学时） –控制系统导论 –控制系统的数学模型 –线性系统的时域分析法 –线性系统的根轨迹法 –线性系统的频域分析法 –线性系统的校正方法 –线性离散系统的分析 –非线性控制系统分析（不讲） –线性系统的状态空间分析与综合(不讲)
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• 掌握系统常用校正与设计方法，了解其应用。
• 通过对自动控制基本理论的系统学习，使学生不 仅加深对控制问题本身的理解，而且了解到目前 所学内容的某些应用方面，为今后的研究与技术 工作奠定良好的理论基础。
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与其它课程的联系
• 基础知识：高等数学、线性代数、复变函数 与积分变换、电工电子技术、计算机基础、 力学、机械原理等。 • 后续课程：计算机控制技术、智能控制技术 等。 • 后续实践环节：生产实习、专业课程设计或 实训、毕业实习、毕业设计等。
•
实验部分（10学时）
– 实验一 典型环节的电路模拟与软件仿真 – 实验二 线性定常系统的瞬态响应 – 实验三 典型环节和系统频率特性的测量 – 实验四 线性定常系统的串联校正
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课程目标
• 要求学生初步掌握自动控制系统的基本概念与原 理。
• 掌握经典控制理论中主要的系统分析方法。
V. Bush
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(4) 美国H.S. Black提出放大器性能的负反 馈方法(Negative Feedback Amplifier) (1927)
H. S. Black
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(5) 自动控制的基础为闭环控制。控制论的奠基人 N.Wiener 给出的定义为： “Feedback is a method of controlling a system by inserting into it the result of its past performance”