自動控制原理課程標(biāo)準(zhǔn)

1、.自動控制原理與系統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)一、適用對象本課程適用于高等職業(yè)教育層次三學(xué)年制自動化專業(yè)的學(xué)生二、課程的性質(zhì)與任務(wù)本課程是電氣自動化專業(yè)的必修課。教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生建立自動控制系統(tǒng)的基本概念,掌握自動控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(校正)的基本方法，初步掌握系統(tǒng)實驗技能。為了適應(yīng)職業(yè)教育側(cè)重現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用的特點,本課程突出了與實際應(yīng)用方面相關(guān)的知識,減少了理論與計算方面的內(nèi)容,為從事高新技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。三、參考學(xué)時48學(xué)時四、學(xué)分3學(xué)分五、課程目標(biāo)通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握以下能力：1職業(yè)知識目標(biāo)：（1）明確控制系統(tǒng)的任務(wù)、組成及自動控制的基本概念，開環(huán)控制和閉環(huán)控制的基本原理和特點。（2）理解系統(tǒng)的微

2、分方程，認(rèn)識系統(tǒng)的傳函和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，熟悉拉普拉斯變換，掌握典型環(huán)節(jié)的傳函（3）掌握時域分析法和頻率特性法（4）掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念、系統(tǒng)的穩(wěn)定必要條件、代數(shù)判據(jù)、對數(shù)頻率判據(jù)、自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的求法。掌握系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的求取、動態(tài)性能指標(biāo)與對數(shù)開環(huán)頻特的關(guān)系（5）理解校正的概念和基本過程；明確串聯(lián)校正、反饋校正和順饋校正的作用，并掌握利用這些手段提高系統(tǒng)性能的方法2職業(yè)能力目標(biāo)：（1）在理解有關(guān)自動控制系統(tǒng)的基本概念的基礎(chǔ)上建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，掌握并靈活運用時域法頻率法進(jìn)行系統(tǒng)分析及正確的性能分析。（2）掌握系統(tǒng)分析、校正的思路和方法

3、，為日后控制系統(tǒng)的分析設(shè)計打下基礎(chǔ)。（3）重點掌握實際的恒值系統(tǒng)的控制。系統(tǒng)的調(diào)試過程中體現(xiàn)實際問題的解決能力。具有清晰的系統(tǒng)概念，具有控制方法的軟件實現(xiàn)能力，系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)硬件的設(shè)計能力，總體調(diào)試能力是我們改革的宗旨3職業(yè)素質(zhì)目標(biāo)：具有系統(tǒng)綜合調(diào)試的能力，能夠解決調(diào)試中出現(xiàn)的問題，完成系統(tǒng)六、課程設(shè)計思路課程教學(xué)內(nèi)容源于企業(yè)崗位典型工作任務(wù)。但經(jīng)過科學(xué)提煉與教學(xué)設(shè)計；課程教學(xué)目標(biāo)源于企業(yè)崗位知識技能要求。突出能力培養(yǎng)但不放棄對基本知識的理解以及基本知識與實踐現(xiàn)象的緊密聯(lián)系；課程教學(xué)的實訓(xùn)系統(tǒng)源于企業(yè)崗位工作對象。生產(chǎn)線及其設(shè)備，任務(wù)及其工藝流程引入教學(xué)。學(xué)習(xí)情境是企業(yè)工作環(huán)境的縮影與再現(xiàn)。課程

4、采用項目式教學(xué)及多種教學(xué)方法并用，素質(zhì)教育引入專業(yè)課教學(xué)，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目的，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，保證課程教學(xué)任務(wù)的完成與教學(xué)目標(biāo)的達(dá)到。為了提高實際操作和現(xiàn)場調(diào)試方面的能力，本課程拋棄了自控理論中的數(shù)學(xué)抽象，盡量地給出自控系統(tǒng)的定性概念及常用典型系統(tǒng)的經(jīng)驗結(jié)論。要求在理解有關(guān)自動控制系統(tǒng)的基本概念，建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，掌握并靈活運用時域法頻率法進(jìn)行系統(tǒng)分析及正確的性能分析。掌握系統(tǒng)分析、校正的思路和方法，為日后控制系統(tǒng)的分析設(shè)計打下基礎(chǔ)。實驗重點放在實際的恒值系統(tǒng)的控制實現(xiàn)上。系統(tǒng)的調(diào)試過程中體現(xiàn)實際問題的解決能力。具有清晰的系統(tǒng)概念，具有控制方法的軟件實現(xiàn)能力

5、，系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)硬件的設(shè)計能力，總體調(diào)試能力是我們改革的宗旨。七、課程教學(xué)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)項目一：自動控制系統(tǒng)概述（一）項目內(nèi)容：1.自動控制系統(tǒng)的組成2.自動控制控制開環(huán)和閉環(huán)控制3.自動控制系統(tǒng)的分類4.自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)5.自動控制系統(tǒng)的研究方法（二）工作任務(wù)：通過示例和實訓(xùn)，建立起系統(tǒng)的基本概念，初步掌握由系統(tǒng)工作原理圖畫出系統(tǒng)方塊圖的方法。掌握系統(tǒng)的性能指標(biāo)，正確理解對控制系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求。（三）課時：8學(xué)時（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：明確控制系統(tǒng)的任務(wù)、組成及自動控制的基本概念。側(cè)重講述開環(huán)控制和閉環(huán)控制的基本原理和特點。項目二：自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（一）項目內(nèi)容：1.系統(tǒng)的微分

6、方程建立數(shù)學(xué)模型2.系統(tǒng)的傳函3.拉普拉斯變換概念和應(yīng)用4.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖5.典型環(huán)節(jié)的傳函和功能框6.自動控制系統(tǒng)的框圖的變換、化簡和系統(tǒng)閉環(huán)傳函求取（二）工作任務(wù)：了解系統(tǒng)的實際輸入輸出對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一一對應(yīng)關(guān)系（三）課時：10學(xué)時（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解系統(tǒng)的微分方程，認(rèn)識系統(tǒng)的傳函和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，熟悉拉普拉斯變換，掌握典型環(huán)節(jié)的傳函，掌握自動控制系統(tǒng)的框圖變換和閉環(huán)傳函的求取。項目三：分析自動控制系統(tǒng)性能常用的方法（一）項目內(nèi)容： 1.通過求解微分方程舉例，分析典型一、二階系統(tǒng)的響應(yīng)特性2.頻率特性的基本概念3.頻率特性的表示方式4.典型環(huán)節(jié)的對數(shù)頻率特性5.系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性（二）工

7、作任務(wù)：通過示例及相關(guān)實驗，理解時域分析法和頻率特性法（三）課時：10學(xué)時（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握時域分析法和頻率特性法項目四：自動控制系統(tǒng)的性能分析（一）項目內(nèi)容：1.自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析：系統(tǒng)穩(wěn)定性概念；系統(tǒng)穩(wěn)定性的充要條件；奈氏穩(wěn)定判據(jù)和對數(shù)頻率判據(jù)；穩(wěn)定裕量與系統(tǒng)的穩(wěn)定性；自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析舉例2.自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)型別、系統(tǒng)開環(huán)增益間的關(guān)系；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號間的關(guān)系；由系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性去分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；自動控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析舉例3.自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析：系統(tǒng)跟隨動態(tài)指標(biāo)的求取及分析；跟隨動態(tài)性能分析；系統(tǒng)動

8、態(tài)性能與開環(huán)頻率特性間的關(guān)系4.系統(tǒng)分析舉例（二）工作任務(wù)：通過實訓(xùn)了解調(diào)節(jié)系統(tǒng)那些參數(shù)可改變系統(tǒng)的穩(wěn)定性，了解調(diào)節(jié)那些參數(shù)可提高系統(tǒng)的控制精度，了解改變系統(tǒng)那些參數(shù)可改變系統(tǒng)的性能。（三）課時：12學(xué)時（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念、系統(tǒng)的穩(wěn)定必要條件、代數(shù)判據(jù)、對數(shù)頻率判據(jù)、自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的概念、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的求法。掌握系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)的求取、動態(tài)性能指標(biāo)與對數(shù)開環(huán)頻特的關(guān)系項目五：自動控制系統(tǒng)的校正(改善系統(tǒng)性能的途徑)（一）項目內(nèi)容：1校正裝置：無源校正裝置；有源校正裝置2串聯(lián)校正：比例(P)校正；比例-微分(PD)校正(相位超前校正)；比例-積分(P

9、I)校正(相位滯后校正)；比例-積分-微分(PID)校正(相位滯后-超前校正)3反饋校正4順饋補償：擾動順饋補償；輸入順饋補償；順饋補償應(yīng)用舉例（二）工作任務(wù)：掌握串聯(lián)（超前/遲后/遲后-超前和PID）校正的作用及方法（3） 課時：4學(xué)時（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解校正的概念和基本過程；明確串聯(lián)校正、反饋校正和順饋校正的作用，并掌握利用這些手段提高系統(tǒng)性能的方法。了解三種串聯(lián)校正的特點和適用范圍，掌握基本的校正步驟。項目六：恒溫控制系統(tǒng)分析（一）項目內(nèi)容：1各組依據(jù)項目功能及各組員的實際情況進(jìn)行項目分工，確定工作步驟，提交項目實施計劃2.根據(jù)系統(tǒng)分析，通過C語言編程，設(shè)置數(shù)學(xué)模型。3.根據(jù)數(shù)學(xué)模型，寫

10、出程序清單并下載調(diào)試。4.項目驗收并書寫項目報告（二）工作任務(wù)：分析恒溫控制系統(tǒng)（三）課時：4學(xué)時序號任務(wù)課時備注1功能確定，制定實施計劃2由組長負(fù)責(zé)，2硬件系統(tǒng)制作2硬件系統(tǒng)制作和軟件編程由不同組員承擔(dān)同時進(jìn)行3軟件編程54綜合調(diào)試5功能調(diào)試5項目總結(jié)報告及PPT匯報撰寫1報告撰寫由不同組員承擔(dān)和硬件系統(tǒng)制作及軟件編程同時進(jìn)行。從項目實施就可搜集材料，開始撰寫，和PPT匯報一起完成6項目綜合測評1知識、技能和學(xué)習(xí)態(tài)度（四）學(xué)習(xí)目標(biāo)：具有分析系統(tǒng)的技能和校正系統(tǒng)的參數(shù)的技能。四、課時安排教學(xué)單元123456理論學(xué)時488866實踐學(xué)時000440理論合計44實踐合計8機 動總學(xué)時48七、教學(xué)條

11、件說明該課程是在自動化控制技術(shù)實訓(xùn)室完成的，本實訓(xùn)室是一個一流的職業(yè)教育教學(xué)、實訓(xùn)基地。它由計算機及網(wǎng)絡(luò)同步教學(xué)系統(tǒng)、視頻，音頻和投影儀等多媒體教學(xué)系統(tǒng)以及自動化控制技術(shù)實訓(xùn)系統(tǒng)，即工業(yè)自動化生產(chǎn)加工系統(tǒng)模型等組成。計算機網(wǎng)絡(luò)及多媒體教學(xué)系統(tǒng)由24臺計算機及服務(wù)器構(gòu)成的局域網(wǎng)同步教學(xué)系統(tǒng)和投影儀、音頻、視頻等多媒體教學(xué)系統(tǒng)組成。它為大信息量的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了保證，配以職業(yè)技能培養(yǎng)的教學(xué)實踐平臺，為學(xué)習(xí)、培訓(xùn)機械、氣動、電子工程、自動化控制技術(shù)提供了一個良好的教學(xué)環(huán)境。八、課程考核（評價）要求（一）考試形式本課程為考試課。采用試卷和項目測答并用。注重學(xué)生的實際應(yīng)用能力和專業(yè)技能的測試。以創(chuàng)造

12、性能力考核為主、常規(guī)作業(yè)設(shè)計和實際技能測試相結(jié)合的考評制度，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。（二）成績評定學(xué)生“項目”的功能演示，性能測試、知識技能答辯的考評。占總分值得30. 試卷考試主要考核學(xué)生本門課程基本知識、概念的掌握、編程能力。占總分值得70。九、課程實施建議（一）教學(xué)組織 本課程采用項目教學(xué)法。課程教學(xué)內(nèi)容分為16個具有實際功能的項目模塊。模塊由淺入深，循序漸進(jìn)。由老師給出各項目模塊的功能任務(wù)，提出完成項目的基本知識、技能要求和要提交的項目資料；學(xué)生56個人為一學(xué)習(xí)小組，選擇一個項目，由組長組織大家根據(jù)功能給出設(shè)計方案；經(jīng)老師確認(rèn)后制定出項目實施計劃、對組員進(jìn)行項目分工，組織實施共同完成項目，在此期間老師及時幫助解決各小組在項目制作過程中出現(xiàn)的各類問題；最后由老師組織學(xué)生對各組項目進(jìn)行功能演示、答辯，進(jìn)行測評，完成知識技能的再歸納（二）教學(xué)方法在教學(xué)方式上，我們主要以體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力，尤其是方法能力與社會人性化能力的“項目教學(xué)法”來完成課程教學(xué)，教學(xué)過程充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，主動性。他們是主體，老師給與輔導(dǎo)。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的知識技能，而且培養(yǎng)了