关于对全校公共选修课课程进行统计、认定的-上海交通大学船舶海洋与
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《船舶动力装置控制理论》课程教学大纲
一、课程基本信息
1、课程代码：NA380
2、课程名称（中/英文）：船舶动力装置控制理论/Control Theory of Marine Power plants
3、学时/学分：43/2.5
4、先修课程：《系统工程》《数理方法》等
5、面向对象：船舶与海洋工程轮机方向。
6、开课院（系）、教研室：船舶海洋与建筑工程学院船舶动力装置及自动化研究所
7、教材、教学参考书：
《自动控制理论与设计》，徐微莉主编，上海交通大学出版社，2001。
《自动控制原理》，张爱民主编，清华大学出版社，2006。
《船舶动力装置自动化》，赵国光主编，上海交通大学出版社，1992。
《自动控制原理控制》，胡寿松主编，(第四版)，科学出版社，2001。
二、课程性质和任务
《船舶动力装置控制理论》是船舶与海洋工程专业动力装置及自动化（轮机）方向的核心专业课程。
作为四年制非控制类专业的专业基础课，其教学任务是使学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(综合)的基本方法，初步掌握系统实验技能，为专业课的学习和进一步深造打下必要的理论基础。
本课程各教学环节对人才培养目标的贡献见下表。
三、教学内容和要求
《船舶动力装置控制理论》教学内容分为六部分，对不同的内容提出不同的教学要求。
(一) 自动控制的一般概念
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，反馈控制是本章的重要概念。
通过示例，初步建立起系统概念，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的稳、准、快的要求。
(二) 控制系统的数学模型
传递函数的概念、结构图的建立与等效变换、梅逊公式是本章的重点。
一般掌握微分方程建立和非线性方程线性化的方法。
明确零初始条件的物理含义；明确传递函数与微分方程之间的关系。
提出环节的概念；熟悉常用元部件的传递函数，明确系统常用的传递函数形式。
掌握由系统微分方程建立系统结构图的方法。
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。
(三) 线性系统的时域分析法
稳定性、稳态误差、一、二阶系统阶跃响应的特点及动态性能与系统参数间的关系等有关概念及有关的计算方法是本章的重点。
熟悉系统阶跃响应性能指标，了解典型外作用的形式与典型外作用下系统输出之间的关系。
明确稳定性概念及稳定的充要条件，熟练掌握劳斯稳定判据及其应用：
明确误差和稳态误差的定义：明确利用终值定理进行计算的限制条件：熟练掌握用终值定理求稳态误差的方法：掌握静态、动态误差系数法；明确影响稳态误差的因素，了解减小、消除稳态误差的方法。
明确一阶、二阶系统阶跃响应的特点及一阶、二阶系统动态性能与系统特征参数间的关系；明确闭环零点、极点分布与系统性能之间的联系：明确附加闭环零点、附加闭环极点对系统性能的影响。
正确理解主导极点、偶极子的概念：了解高阶系统动态性能的估算方法。(四) 线性系统的根轨迹法
根轨迹的概念、根轨迹方程、常规根轨迹的绘制及系统性能分析是本章的重点。
明确根轨迹、根轨迹方程的有关概念。
熟练掌握绘制根轨迹的方法，能够利用根轨迹定性分析系统性能随参数变化的趋势。
明确广义根轨迹和零度根轨迹的有关概念，要求掌握其判别、解决问题的要点。
(五) 线性系统的频域分析法
正确理解频率响应、频率特性的概念及特点，明确频率特性的物理意义，这是
本章重点之一。
熟悉典型环节频率特性的特点，熟练掌握绘制开环对数频率特性的方法；熟练掌握由最小相位系统的开环对数幅频特性求传递函数的方法：
理解奈奎斯特稳定判据的原理，牢固掌握运用奈奎斯特稳定判据和对数频率判据判定系统稳定性的方法，这也是本章要求的重点。
正确理解稳定裕度的概念及意义，熟练掌握计算稳定裕度的方法。
掌握开环对数幅频特性与系统稳态性能、动态性能之间的关系，正确理解三频段的概念。
明确闭环频率特性的特征量与时域性能指标之间的关系。
(六) 线性系统的校正方法
串联校正(超前校正、迟后校正、迟后—超前校正)是本章掌握的内容。
熟悉超前、迟后网络的特性：理解串联(超前、迟后、迟后一超前)校正设计的原理，能根据具体情况确定合适的串联校正形式；掌握串联校正的步骤和方法。
四．实验（上机）内容和基本要求
1、目的与要求
通过实验，巩固和加深对课程基本内容的理解，培养控制系统调试和实验研究的能力。
要求初步掌握控制系统数学模拟的方法，实际系统和模拟系统过渡过程及频率特性的测量方法，常用实验仪器设备的正确使用方法。
2、实验内容
实验一：典型环节模拟研究2学时
实验二：二阶系统特征量对过渡过程的影响2学时
实验三：系统频率特性的测定2学时
3．本课程有下列上机内容：无
五．对学生能力培养的要求
本课程属于动力装置及自动化方向的专业核心课程，主要目的是使该方向的学生对船舶动力装置控制理论的基本组成、基本理论、主要性能的分析、基本的设计方法等有全面的了解和初步的掌握，着重培养他们分析问题和解决问题的能力。
六、其它说明
1、基于学业规范的要求（道德行为规范、作业规范、试验规范等）
●应遵守学校《上海交通大学学生手册（本科生）》里有关学术诚实的条例
●上课准时;上课期间，关掉手机
2、考试成绩除了笔试外，还包括平时的作业和讨论。
撰写人：王俊雄院（系）公章：
院（系）教学主管签字（盖章）：时间：2010-09-8