《自動(dòng)控制原理》課程標(biāo)準(zhǔn)24頁(yè)

1、自動(dòng)控制原理課程標(biāo)準(zhǔn)第一部分 課程概述一、課程名稱中文名稱：自動(dòng)控制原理英文名稱： Automatic control theory二、學(xué)時(shí)與適用對(duì)象課程總計(jì) 70 學(xué)時(shí)，其中理論課 68 學(xué)時(shí)，考試 2 學(xué)時(shí)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于 五年制本科生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè) 。三、課程地位、性質(zhì)自動(dòng)控制原理是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)，是工科高 等院校電類、控制類、機(jī)械類及生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ) 課程。該課程的開設(shè)重在使學(xué)生掌握與自動(dòng)控制原理相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和綜 合應(yīng)用能力，培養(yǎng)解決自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)方面實(shí)際問(wèn)題的能力，尤 其是讓學(xué)員掌握與醫(yī)學(xué)相關(guān)常用設(shè)備的理解、設(shè)計(jì)、改進(jìn)的能力，為學(xué)習(xí) 醫(yī)療衛(wèi)

2、生裝備（如核磁共振、 CT、超聲等醫(yī)療設(shè)備）提供預(yù)備知識(shí)。隨著 生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)控制原理已廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)、軍隊(duì)衛(wèi)勤保障、交通運(yùn)輸和宇航等領(lǐng)域，并成為當(dāng)今 倍受重視的高新技術(shù)之一。掌握和了解自動(dòng)控制的基本理論和方法，對(duì)從 事生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的工程技術(shù)人員是很有必要的。四、課程基本理念 自動(dòng)控制原理教學(xué)應(yīng)遵循的指導(dǎo)思想是適應(yīng)于社會(huì)和軍隊(duì)國(guó)防建設(shè) 發(fā)展需求，滿足國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)軍隊(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)技術(shù)干部的基本 需求。按照第四軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求，體現(xiàn)對(duì) 自動(dòng)控制相關(guān)醫(yī)學(xué)設(shè)備的原理理解、功能開發(fā)、維修能力的技能教育，將 素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育

3、思想貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程之中。這門課程在第 7 學(xué)期 開設(shè)，教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)尊重學(xué)生的主體地位，應(yīng)注意發(fā)揮學(xué)員的積極性、主 動(dòng)性，努力為學(xué)員創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，鼓勵(lì)大膽創(chuàng) 新，培養(yǎng)一絲不茍的工作態(tài)度。本課程的教學(xué)應(yīng)把握以下幾點(diǎn)基本原則：一是增加對(duì)前沿和最具特色 的醫(yī)療衛(wèi)生裝備研發(fā)、使用、推廣等背景知識(shí)的介紹，激發(fā)學(xué)員對(duì)該課程 的探索興趣；二是突出從理工類專業(yè)的角度理解設(shè)備運(yùn)行原理和設(shè)計(jì)思路 的方法，向?qū)W員強(qiáng)調(diào)學(xué)好這門課必須具備數(shù)學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)軟硬件方 面堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，重在自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與改進(jìn)，體現(xiàn)有別于理工院 校自動(dòng)控制課程的強(qiáng)調(diào)理論探索、側(cè)重系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)等的教學(xué)模式；

4、三 是鼓勵(lì)學(xué)員查詢相關(guān)資料、書籍，不要滿足于僅僅了解系統(tǒng)原理的簡(jiǎn)單程 度，強(qiáng)化學(xué)員的自學(xué)能力，培養(yǎng)獲取并運(yùn)用信息的能力，為今后從事醫(yī)療 衛(wèi)生裝備的創(chuàng)新型革新及研制打好基礎(chǔ)；四是注重與學(xué)員的交流、并積極 引導(dǎo)學(xué)員之間的相互交流，培養(yǎng)良好協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。五、課程設(shè)計(jì)思路 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)方案的制定，主要依據(jù)總參軍訓(xùn)和兵種部印 發(fā)的軍隊(duì)院校制定課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求和第四軍醫(yī)大學(xué)人才培養(yǎng)方 案，并且參考了國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)同類課程設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于生物醫(yī)學(xué)工程 專業(yè)的自動(dòng)控制原理課程，內(nèi)容設(shè)置應(yīng)保證知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性和知識(shí)交代 的嚴(yán)密性， 突出知識(shí)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系， 強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用在課程中的主體地位， 有意識(shí)地淡

5、化理論推導(dǎo)，用“提出需求、解決問(wèn)題”的方法理順各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。在本課程開設(shè)之前，學(xué)員已經(jīng)具備了多門課程的先導(dǎo)知識(shí)。在教學(xué)過(guò) 程中，鼓勵(lì)學(xué)員學(xué)習(xí)和使用 MATLAB軟件，對(duì)于課堂作業(yè)，通過(guò) MATLAB進(jìn) 行驗(yàn)證。講授中應(yīng)力爭(zhēng)多介紹自動(dòng)化領(lǐng)域前沿成果，拓展學(xué)員的知識(shí)面， 啟發(fā)解決問(wèn)題的思路。在總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)課程目標(biāo) 分別從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面進(jìn)行具體明確 的闡述。1依據(jù)課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)思路 自動(dòng)控制原理是研究在沒有人直接參與的情況下， 利用外加的設(shè)備 或裝置（稱控制裝置或控制器） ，使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（統(tǒng)稱被控 對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（

6、即被控制量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律 運(yùn)行的原理及技術(shù)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，理論性很強(qiáng)。因此，在發(fā)揮 信息化教學(xué)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也要適當(dāng)應(yīng)用過(guò)去行之有效的傳統(tǒng)教學(xué)方 法，對(duì)于課程的核心內(nèi)容，比如奈魁斯特穩(wěn)定判據(jù)等提倡使用板書等進(jìn)行 逐步推導(dǎo)，體現(xiàn)自動(dòng)控制理論的嚴(yán)密性和科學(xué)性，教學(xué)效果可能會(huì)更好一 些。2強(qiáng)調(diào)學(xué)科結(jié)合，注重醫(yī)學(xué)應(yīng)用該課程的教學(xué)本身將對(duì)醫(yī)學(xué)其他課程的改革起著積極地推動(dòng)和促進(jìn)作 用。應(yīng)強(qiáng)調(diào)以醫(yī)學(xué)應(yīng)用為主，特別是以軍事醫(yī)學(xué)應(yīng)用為主。在教學(xué)中充分 注意醫(yī)科大學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維特點(diǎn)，通過(guò)教學(xué)演示、使學(xué)生體驗(yàn)并逐 步掌握自動(dòng)控制原理的基本思想、分析問(wèn)題的方法，提高該門課程在醫(yī)療 活動(dòng)中的應(yīng)用能

7、力。3充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段自動(dòng)控制原理課程內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、電子、機(jī)械學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)，理 論性強(qiáng)，與工程結(jié)合密切。課程以系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程為研究對(duì)象，內(nèi)容比較抽 象，因此教學(xué)設(shè)計(jì)上既要注意概念和理論內(nèi)涵的介紹，又要注重工程上的 分析和設(shè)計(jì)方法。由于動(dòng)態(tài)過(guò)程比較抽象，講授時(shí)要充分利用現(xiàn)代化教學(xué) 手段將抽象的動(dòng)態(tài)過(guò)程形象化。4 以人為本 , 因材施教教學(xué)過(guò)程中注意根據(jù)學(xué)生的實(shí)際程度，采用因材施教的方法，充分體現(xiàn)以人為本的教學(xué)理念。講授中著重講概念、講方法，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)，采用討論的形式，開展研究性學(xué)習(xí)。根據(jù)內(nèi)容和要求，通過(guò)自控原理的學(xué)習(xí)，弄懂基本概念、掌握系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)課程的學(xué) 習(xí)和今后的

8、工作打下良好的基礎(chǔ)。第二部分 課程目標(biāo)一、總體目標(biāo)通過(guò)對(duì)自動(dòng)控制原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)員理解和掌握現(xiàn)代自動(dòng)控制原 理的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，了解自動(dòng)控制原理的發(fā)展現(xiàn)狀。注 重控制理論教學(xué)、實(shí)踐的連續(xù)性，在課程教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合科研項(xiàng)目， 介紹實(shí)際運(yùn)用控制理論解決工程問(wèn)題的思想和方法，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生靈活自 如地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步深造打下 必要的理論基礎(chǔ)，掌握必要的基本技能。二、分類目標(biāo)一）知識(shí)與技能目標(biāo)(1) 熟練掌握積分變換、概率論等數(shù)學(xué)工具；(2) 理解反饋控制系統(tǒng)的基本原理；(3 ) 理解根軌跡和相軌跡的概念，能夠根據(jù)軌跡分析系統(tǒng)性能隨參數(shù) 變化的趨勢(shì)，掌

9、握反饋校正、復(fù)合校正和根軌跡校正的一般方法；(二)過(guò)程與方法目標(biāo)( 1)充分利用學(xué)校的電化教學(xué)環(huán)境，制作電子課件，PPT、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件、 Matlab 仿真工具等多種形式進(jìn)行教學(xué)， 發(fā)揮多媒體手段的優(yōu) 勢(shì)。(2) 通過(guò)課外學(xué)習(xí)、自行查閱參考資料，解決課堂上的疑難問(wèn)題；(3) 參與對(duì)困難問(wèn)題的小組討論，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力；(4) 采用網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，已建成自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)網(wǎng)站， 將多種資源集成在網(wǎng)站的教學(xué)資源中，學(xué)生可以從網(wǎng)上獲取課程學(xué)習(xí)的相 關(guān)信息，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。(5) 到臨床醫(yī)療儀器的應(yīng)用第一線，從自動(dòng)控制原理角度，了解典型 實(shí)際控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)以及工作情況，增加感性認(rèn)識(shí)，加

10、深對(duì)自動(dòng)控 制理論的理解。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)(1) 認(rèn)同自動(dòng)控制原理在軍隊(duì)衛(wèi)勤建設(shè)和生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)中 的重要地位；(2) 接受自動(dòng)控制原理在軍事裝備中得到廣泛應(yīng)用，在醫(yī)療衛(wèi)生裝備 中也起著核心的支持作用的觀點(diǎn)；(3) 關(guān)注網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)于推動(dòng)自動(dòng)控制發(fā)展的創(chuàng)新方法、創(chuàng)新思想；(4) 體會(huì)微分方程、復(fù)變函數(shù)、積分變換等數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)于自動(dòng)控制原 理的基礎(chǔ)地位，以及與生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)技術(shù)干部素質(zhì)的關(guān)系；(5) 遵守現(xiàn)代自動(dòng)控制原理服務(wù)于人類健康和國(guó)防建設(shè)的職業(yè)和道德原則，抵制一切損害國(guó)家利益和傷害人民群眾身體健康的違法行為；(6) 具有大膽探索、勇于創(chuàng)新、積極交流

11、、密切協(xié)作的精神，善于在 醫(yī)學(xué)與自動(dòng)控制原理的結(jié)合上尋找創(chuàng)新的突破點(diǎn)；(7) 養(yǎng)成積極思考的習(xí)慣，具有獨(dú)立通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取學(xué)習(xí)信息的能力。第三部分 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)一、教學(xué)內(nèi)容與課時(shí)分配篇、章教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配理論實(shí)驗(yàn)小計(jì)第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念44第二章自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1010第三章自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析1414第四章根軌跡法88第五章頻率響應(yīng)法1616第六章用頻率法校正系統(tǒng)1616考試22合計(jì)7070二、內(nèi)容要點(diǎn)與基本要求【說(shuō)明】 教學(xué)內(nèi)容劃分為三級(jí)， 即核心內(nèi)容、 重點(diǎn)內(nèi)容、 一般內(nèi)容 核心內(nèi)容構(gòu)成課程的主體框架，是教員必須在課堂上講深講透、學(xué)員必須 掌握的內(nèi)容； 重點(diǎn)內(nèi)容是核心內(nèi)容的延伸和

12、豐富， 教員在課堂上可以少講， 但必須指導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)并熟悉的內(nèi)容；一般內(nèi)容指教員可以不講，但學(xué)員必須通過(guò)自主學(xué)習(xí)并了解的內(nèi)容第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念基本要求：了解：自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及分類。 理解：自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本任務(wù)、按偏差調(diào)節(jié)的閉式控制 掌握：控制的基本方式；開環(huán)控制，閉環(huán) （反饋 ）控制；負(fù)反饋控制原 理，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求重點(diǎn)：開環(huán)控制和閉環(huán) （反饋） 控制的基本原理 難點(diǎn)：負(fù)反饋控制的基本原理 學(xué)時(shí)分配 學(xué)時(shí)主要內(nèi)容教學(xué)要求教學(xué)方法與手段了 解理 解掌 握1.1 自動(dòng)控制的基本原理與 方式方法： 講授法、信息化教學(xué)手段： 電子幻燈1、按給定值操縱的開式控制2、按干擾補(bǔ)

13、償?shù)拈_式控制3、按偏差調(diào)節(jié)的閉式控制1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及分類1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類1.3 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型基本要求： 了解：建立自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的基本要求； 非線性系統(tǒng) （元件） 的線性化理解：動(dòng)態(tài) （ 微分 ）方程線性化的基本規(guī)律；拉氏變換法及線性微分方 程求解掌握：動(dòng)態(tài) （微分 ）方程的建立；線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的 建立及其等效變換；自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；重點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的建立及其等效變換；線性系統(tǒng)及典型元部件的傳遞函數(shù) 難點(diǎn)：動(dòng)態(tài) （ 微分） 方程的建立；結(jié)構(gòu)圖的等效變換 學(xué)時(shí)分配 10 學(xué)時(shí)主要內(nèi)容教

14、學(xué)要求教學(xué)方法與手段了解理 解掌 握2-1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型方法：講授法、信息化2.2 線性系統(tǒng)的微分方程教學(xué)1、建立系統(tǒng)或元件的微分方程的步驟手段：電子幻燈2、線性系統(tǒng)的特點(diǎn)3、非線性系統(tǒng)（元件）的線性化4 拉氏變換法及線性微分方程求解5 運(yùn)動(dòng)的模態(tài)2-3 控制系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)模型1、傳遞函數(shù)的定義和性質(zhì)2、傳遞函數(shù)的一般形式3、傳遞函數(shù)的性質(zhì)4 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)2.4 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖1、 結(jié)構(gòu)圖的組成2、建立結(jié)構(gòu)圖的方法3、結(jié)構(gòu)圖的等效變換2.5 反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1、閉環(huán)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)2、開環(huán)傳遞函數(shù)3、輸入信號(hào)下的閉環(huán)傳遞函數(shù)4、擾動(dòng)作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)5、系統(tǒng)的總

15、輸出6、閉環(huán)系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)7、系統(tǒng)的總誤差第三章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析基本要求：了解：穩(wěn)定性的概念和充要條件；改善二階系統(tǒng)響應(yīng)特性的措施；高 階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能估算理解：時(shí)域分析與校正的基本概念；系統(tǒng)的典型響應(yīng)及性能指標(biāo)；動(dòng) 態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能，誤差、穩(wěn)態(tài)誤差的概念掌握：系統(tǒng)特征參數(shù)、閉環(huán)零點(diǎn)、極點(diǎn)分布對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響；一、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能計(jì)算；計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的一般方法及干擾作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析；反饋校正、復(fù)合校正的概念及方法；穩(wěn)定判據(jù)重點(diǎn)：誤差、穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算方法難點(diǎn)：比較一、二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能計(jì)算方法；靜態(tài)誤差系數(shù)法的應(yīng) 用 學(xué)時(shí)分配 1 時(shí)主要內(nèi)容教學(xué)要求教學(xué)方法與手段了解理 解掌

16、握3.1 線性系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)方法： 講授法、信息化教學(xué)手段： 電子幻燈、網(wǎng)絡(luò)課程1、典型初始狀態(tài)2、典型輸入信號(hào)3、典型時(shí)間響應(yīng)4 動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析1、一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2、一階系統(tǒng)的響應(yīng)3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析1、典型二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型2、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)3、二階系統(tǒng)性能的討論4、改善二階系統(tǒng)響應(yīng)特性的措施5、具有零點(diǎn)的二階系統(tǒng)分析3.4 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析1、高階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)2、閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)和偶極子3、高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能估算4、高階系統(tǒng)的時(shí)域分析小結(jié)3.5 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析1、線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念2、穩(wěn)定的概念和定義3、線性系統(tǒng)穩(wěn)定的數(shù)學(xué)條件

17、4、穩(wěn)定判據(jù)3.6 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算1、誤差與穩(wěn)態(tài)誤差2、系統(tǒng)類型3、單位階躍信號(hào)作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差4、單位斜坡信號(hào)作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差5、單位加速度信號(hào)作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差6、動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)7、擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差8、減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施3.7 順饋控制的誤差分析1、順饋補(bǔ)償2、復(fù)合控制系統(tǒng)的誤差和穩(wěn)定性分析第四章 根軌跡法基本要求：了解：根軌跡的概念；時(shí)滯系統(tǒng)的根軌跡；在根軌跡上確定特征根理解：根軌跡方程及相角條件、模 （ 幅）值條件；利用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)估 算系統(tǒng)的性能指標(biāo)；利用根軌跡法設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)掌握：繪制常規(guī)根軌跡的基本法則；利用根軌跡定性分析系統(tǒng)性能； 參數(shù)根軌跡和零度根軌跡

18、重點(diǎn)：利用根軌跡定性分析系統(tǒng)性能的基本方法 難點(diǎn)：繪制常規(guī)根軌跡的基本法則；參數(shù)根軌跡和零度根軌跡的基本概念及應(yīng)用 學(xué)時(shí)分配 時(shí)主要內(nèi)容教學(xué)要求教學(xué)方法與手段了解理 解掌 握4.1 根軌跡方程方法： 講授法、信息化4.2 根軌跡繪制的基本準(zhǔn)則教學(xué)手段： 電子幻燈4.3 廣義根軌跡1、Kg 以外的參數(shù)變化時(shí)的閉環(huán)根軌跡2、零度根軌跡3、時(shí)滯系統(tǒng)的根軌跡4.4 利用根軌跡分析系統(tǒng)性能1、在根軌跡上確定特征根2、利用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)3、開環(huán)零、極點(diǎn)分布對(duì)系統(tǒng)性能的影響4、偶極子對(duì)系統(tǒng)性能的影響4.5 利用根軌跡法設(shè)計(jì)控制系 統(tǒng)1、性能指標(biāo)2、常用的校正裝置3、根軌跡法校正第五章 頻域響

19、應(yīng)法基本要求：了解：頻率響應(yīng)及頻率特性的概念；最小相位 （ 角）系統(tǒng)和非最小相位（角）系統(tǒng)；閉環(huán)頻率特性理解：幅角定理；幅相頻率特性和對(duì)數(shù)頻率特性；開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性 與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系；開環(huán)頻域指標(biāo) （ 穩(wěn)定裕度 ） 與時(shí)域指標(biāo) 之間的關(guān)系掌握：典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)開環(huán)頻率特性：奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)、對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用；最小相位系統(tǒng)的奈氏判據(jù)；穩(wěn)定裕度（ 量 ） 的概念及計(jì)算重點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的描述 難點(diǎn)：穩(wěn)定裕度的計(jì)算方法 學(xué)時(shí)分配 1 學(xué)時(shí)主要內(nèi)容教學(xué)要求教學(xué)方法與手段了解理 解掌 握5.1 頻率特性的基本概念方法： 講授法、信息化教學(xué)手段： 電子幻燈、網(wǎng)絡(luò)課程5.2

20、 頻率特性表示方法1、極坐標(biāo)頻率特性曲線2、對(duì)數(shù)頻率特性曲線3 對(duì)數(shù)幅相特性曲線5.3 典型開環(huán)的系統(tǒng)頻率特性1、對(duì)數(shù)頻率特性曲線2、極坐標(biāo)頻率特性曲線5.4 開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的繪 制1、開環(huán)系統(tǒng)極坐標(biāo)頻率特性的繪制2、開環(huán)系統(tǒng)對(duì)數(shù)坐標(biāo)頻率特性的繪制3、非最小相位系統(tǒng)的頻率特性5.5 奈魁斯特穩(wěn)定判據(jù)1、幅角定理2、奈魁斯特穩(wěn)定判據(jù)3、奈魁斯特穩(wěn)定判據(jù)在、型系統(tǒng)中的應(yīng)用4、在對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性5、最小相位系統(tǒng)的奈氏判據(jù)6、穩(wěn)定裕度5.6 用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的時(shí)域性能1、伯德定理簡(jiǎn)介2、開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性頻段的劃分3、低頻段及放大系數(shù)對(duì)于系統(tǒng)時(shí)域指標(biāo)的影響4、中頻段與系統(tǒng)時(shí)域性能之間

21、的關(guān)系5、開環(huán)頻率特性的高頻段對(duì)系統(tǒng)性能的影響5.7 閉環(huán)頻率特性1、閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性的性能指標(biāo)2、閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性與開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的關(guān)系3、閉環(huán)系統(tǒng)等 M圓、等圓及尼氏圖4、非單位反饋系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性5.8 系統(tǒng)暫態(tài)特性和閉環(huán)頻率特性的關(guān)系第六章 用頻率法校正系統(tǒng)基本要求： 了解：校正作用；校正方式 理解：開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系；開環(huán)頻 域指標(biāo) （ 穩(wěn)定裕度 ） 與時(shí)域指標(biāo)之間的關(guān)系掌握：無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)；頻率法串聯(lián) （ 超前，遲后，遲后 - 超前 ） 校正的 作用及方法；擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制重點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的描述 難點(diǎn)：頻率法串聯(lián)校正的基本方法及應(yīng)用

22、學(xué)時(shí)分配 1 學(xué)時(shí)主要內(nèi)容教學(xué)要求教學(xué)方法與手段了解理 解掌 握6.1 引言方法： 講授法、信息化教學(xué)手段： 電子幻燈、網(wǎng)絡(luò)課程1、性能指標(biāo)2、校正的作用3、校正方式4、基本控制規(guī)律6.2 常用校正裝置及其特性1、無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)2、有源校正裝置6.3 頻率響應(yīng)法校正1、串聯(lián)超前校正2、串聯(lián)遲后校正3、串聯(lián)遲后 - 超前校正6.4 復(fù)合控制校正1、擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制2、輸入補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制系統(tǒng)二）實(shí)驗(yàn)課本課程未開設(shè)實(shí)驗(yàn)課， 主要通過(guò)介紹和學(xué)員自學(xué) Matlab ，初步掌握運(yùn)用 Matlab 進(jìn)行控制系統(tǒng)輔助分析設(shè)計(jì)的基本技能。第四部分 實(shí)施建議、課程教學(xué)實(shí)施建議（一）教學(xué)組織 課程教學(xué)由教研（科）室

23、主任負(fù)總責(zé)，教學(xué)組長(zhǎng)負(fù)責(zé)具體的組織與實(shí) 施?；玖鞒贪ǎ撼闪⒔虒W(xué)組，教學(xué)準(zhǔn)備，課程教學(xué)，輔導(dǎo)答 疑，課程考核，總結(jié)反饋。建議每周安排2次課，即 4學(xué)時(shí)。（二）教學(xué)方法 本門教學(xué)中應(yīng)注意理論與實(shí)踐的結(jié)合，加強(qiáng)課前、課后的答疑輔導(dǎo)， 注意學(xué)員能力的培養(yǎng)。1開展“案例驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方式（ Case Based Study ， CBS） 該課程要充分體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容在訓(xùn)練和提高學(xué)生自動(dòng)控制應(yīng)用能力方 面的意圖。建議在該課程的部分章節(jié)采用以“案例驅(qū)動(dòng)”為引導(dǎo)的課堂討 論式教學(xué)，通過(guò)案例引導(dǎo)和教師指導(dǎo)下的課堂討論、資料查詢、自學(xué)等方 式啟發(fā)學(xué)生分析、討論有關(guān)自動(dòng)控制應(yīng)用中的問(wèn)題，學(xué)習(xí)自動(dòng)控制知識(shí)。2倡導(dǎo)以問(wèn)題

24、為中心的教學(xué)方式（ Problem Based Lecture ， PBL） 傳統(tǒng)的“以教師為主，以講課為主，以傳授知識(shí)為主”的教育模式正 在改變，建議適當(dāng)開展以學(xué)生為主體的小組討論式的方法，強(qiáng)調(diào)從提出問(wèn) 題人手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生有針對(duì)性地去探索并運(yùn)用自動(dòng)控制 知識(shí)，提高分析和解決問(wèn)題的能力。從而使該課程做到“授人以魚，更要 教人以漁”，真正使該門課程對(duì)于學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和主動(dòng)應(yīng)用發(fā)揮至關(guān)重 要的基礎(chǔ)作用。二、課程考核評(píng)價(jià)建議（一）教員授課質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)課程考核結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，可準(zhǔn)確反映教學(xué)質(zhì)量的水平，而反映教學(xué) 質(zhì)量的重要指標(biāo)就是教師的教學(xué)能力，建立教師授課質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，可從 學(xué)生評(píng)價(jià)、同

25、行評(píng)價(jià)和教學(xué)管理部門評(píng)價(jià)等進(jìn)行 “三位一體” 的總體評(píng)估。評(píng)價(jià)的指標(biāo)主要包括：課堂內(nèi)容融會(huì)貫通，講解精煉；理論聯(lián)系實(shí)際，易 于理解；層次分明，重點(diǎn)突出，不照本宣科；重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容講深講透； 板書整齊有條理，注重現(xiàn)代教育的應(yīng)用；普通話授課，語(yǔ)言生動(dòng)，快慢適 中；熟練應(yīng)用專業(yè)外語(yǔ)詞匯，注重雙語(yǔ)教學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極 思維；教學(xué)內(nèi)容豐富，反映自動(dòng)控制原理的新進(jìn)展。（二）學(xué)員課程學(xué)業(yè)考核1、本門課程是一門考試課，評(píng)價(jià)依據(jù)是本課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的課程目標(biāo)、 教學(xué)內(nèi)容和要求。2、閉卷考試時(shí)間： 120180 分鐘。3、考試方式、分制與解釋理論成績(jī)的綜合評(píng)價(jià) 采用閉卷、筆試的方式，以百分制評(píng)分， 60 分

26、為及格，滿分為 100 分，占總評(píng)成績(jī)的 1004、試題類型及權(quán)重選擇題 10%20%、判斷題 10%20% 計(jì)算題 70% 80%。5、樣題與目標(biāo)定位示例（1）選擇題（單項(xiàng)選擇） ：（考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的識(shí)別程度）例 雖然增加系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的個(gè)數(shù)，可以提高系統(tǒng)的無(wú)差度， 但積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)一般不超過(guò)兩個(gè)，原因在于（ ）：（ a） 不利于減小系統(tǒng)的靜態(tài)誤差；（ b） 當(dāng)積分環(huán)節(jié)超過(guò)兩個(gè)時(shí)，積分環(huán)節(jié)將不再起作用；（ c） 當(dāng)積分環(huán)節(jié)超過(guò)兩個(gè)時(shí)，物理上無(wú)法實(shí)現(xiàn)； 、（ d） 增加積分環(huán)節(jié)將影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（）判斷題（單項(xiàng)選擇） ：（考核學(xué)生對(duì)奈奎斯特定律掌握程度）例 設(shè)系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性如圖所示，試

27、判定系統(tǒng)穩(wěn)定性，其中 P為 S 右半（d） P=2（e） P=1（）計(jì)算題 （著重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和綜合應(yīng)用能力）例 設(shè)控制系統(tǒng)如圖 6 所示 , 當(dāng) k=10 時(shí)，作出系統(tǒng)的開環(huán) Bode 圖，試求系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕度，判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定？三 教材選編建議教材選擇楊自厚主編的自動(dòng)控制原理。本書闡述了經(jīng)典控制理論的基本概念、原理和自動(dòng)控制系統(tǒng)的各種分析方法，主要內(nèi)容包括線性連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的時(shí)域和頻域理論，如系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、靜態(tài)性能、穩(wěn) 定性的分析和各種設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用等。本書從基本概念、基本分析方法入 手，結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實(shí)例，以時(shí)域分析方法為主線，時(shí)域分析和頻域 分析并進(jìn)，在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推

28、導(dǎo)的基礎(chǔ)上，利用直觀的物理概念，引出系統(tǒng) 參數(shù)與系統(tǒng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系。 本書在 自動(dòng)控制原理 前四版基礎(chǔ)上， 對(duì)各章內(nèi)容都進(jìn)行了修訂。修訂的基本思想是更新觀念，深化改革，提高 知識(shí)起點(diǎn)，努力拓寬專業(yè)口徑，以增強(qiáng)培養(yǎng)人才的適應(yīng)性。四、課程資源開發(fā)與利用的計(jì)劃和建議從教育發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以為學(xué)生提供理想的數(shù)字 化學(xué)習(xí)環(huán)境，支持研究型學(xué)習(xí)、案例式學(xué)習(xí)、資源型學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)、 協(xié)作式學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)模式，隨著 E-Learning 和遠(yuǎn)程教育在高等院校的 逐步推廣，網(wǎng)上教學(xué)資源的建設(shè)和利用被提到越來(lái)越重要的位置。在條件 成熟的條件下， 應(yīng)依托我校教學(xué)網(wǎng)站機(jī)制， 逐步建立自動(dòng)控制原理精品網(wǎng) 五、教學(xué)必需的保障條件及建議1教學(xué)評(píng)估制度 可以分不同階段對(duì)教師的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，作