《自動控制原理》教學大綱

自動控制原理課程編碼：課程英文譯名：AutomaticControlPrinciples課程類別：學科基礎(chǔ)課開課對象：自動化、電氣工程及其自動化、計算機自動化一體化雙專業(yè)開課學期：5；學分：5學分；總學時：80學時；理論課學時：64學時；實驗學時：16學時；上機學時：學時先修課程：高等數(shù)學、復(fù)變函數(shù)與積分變換、線性代數(shù)教材：自動控制原理，王萬良，高等教育出版社，2008.6，第1版（普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材、普通高等教育國家級精品教材）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《自動控制原理》是自動化、電氣工程及其自動化、計算機自動化一體化雙專業(yè)等專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的任務(wù)是介紹各個領(lǐng)域中自動控制的一般原理，使學生掌握自動控制的基本思想和基本方法。二、課程的基本要求課堂教學著重講授基本理論與方法等自動控制原理的核心內(nèi)容，學生自學主要了解本學科的比較深入的內(nèi)容，通過上機掌握自動控制系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計技術(shù)。通過本課程的學習，使學生掌握自動控制的基本概念、基本理論及其應(yīng)用方法，并為其它后續(xù)課程的學習奠定基礎(chǔ)。三、課程的基本內(nèi)容及學時分配第1章自動控制的基本概念（3學時）1.1自動控制系統(tǒng)1.2自動控制系統(tǒng)的類型1.3對控制系統(tǒng)性能的基本要求1.4本書內(nèi)容的安排第2章連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學模型（8學時）2.1系統(tǒng)數(shù)學模型的概念2.2微分方程描述2.3傳遞函數(shù)2.4結(jié)構(gòu)圖2.5信號流圖*2.6系統(tǒng)數(shù)學模型的MATLAB表示第3章時域分析法（13學時）3.1穩(wěn)定性分析（2）3.2暫態(tài)性能分析（5）3.3穩(wěn)態(tài)性能分析（4）習題（2）3.4MATLAB輔助分析控制系統(tǒng)時域性能第4章根軌跡（4學時）*4.1根軌跡的基本概念4.2（常義）根軌跡的繪制4.3廣義根軌跡的繪制4.4控制系統(tǒng)的根軌跡分析法4.5用MATLAB繪制根軌跡第5章頻率法（10學時）5.1頻率特性5.2典型環(huán)節(jié)頻率特性的伯德圖5.3控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的伯德圖5.4由伯德圖確定系統(tǒng)的頻率特性5.5奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.6控制系統(tǒng)相對穩(wěn)定性分析5.7MATLAB在頻率法中的應(yīng)用第6章線性系統(tǒng)的校正方法（5學時）6.1控制系統(tǒng)綜合校正的概念6.2超前校正6.3滯后校正6.4滯后—超前校正6.5串聯(lián)校正的綜合法6.6Simulink在控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用第7章離散系統(tǒng)控制理論（14學時）7.1信號的采樣與保持7.2差分方程7.3Z變換7.4Z傳遞函數(shù)7.5線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析7.6線性離散系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析7.7線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析7.8線性離散系統(tǒng)設(shè)計方法*7.9MATLAB在離散系統(tǒng)分析中的應(yīng)用第8章非線性控制系統(tǒng)分析（7學時）8.1典型非線性特性8.2描述函數(shù)法8.3相平面法*8.4MATLAB在非線性系統(tǒng)分析中的應(yīng)用加*的內(nèi)容為選講內(nèi)容。四、課內(nèi)實驗安排序號實驗項目學時類型每組人數(shù)基本教學要求1系統(tǒng)認識及典型環(huán)節(jié)的模擬研究4驗證操作1掌握TDNAC/ACS教學系統(tǒng)模擬電路的使用，掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路構(gòu)成方法。2．熟悉各種典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性的影響。2典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)及性能改善4綜合1學習瞬態(tài)指標的測試技能。掌握參數(shù)對系統(tǒng)瞬態(tài)性能及對穩(wěn)定性的影響。了解和觀測校正裝置對系統(tǒng)穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)的影響。3控制系統(tǒng)的頻率特性4綜合1學習測量系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）頻率特性曲線的方法和技能。2．學習根據(jù)頻率特性的實驗曲線求取傳遞函數(shù)的方