《機械工程控制基礎》課程教學大綱-版

(完整版)《機械工程控制基礎》課程教學大綱-2012版(完整版)《機械工程控制基礎》課程教學大綱-2012版《機械工程控制基礎》課程教學大綱課程名稱:機械工程控制基礎英文名稱：ControlFundamentalofMechanicalEngineering課程編碼:51510502學時/學分：36/2課程性質(zhì)：必修課適用專業(yè):機械類各專業(yè)先修課程:高等數(shù)學，理論力學，電工與電子技術,復變函數(shù)與積分變換（可選）一、課程的目的與任務一門技術基礎課。本課程是在高等數(shù)學和工程數(shù)學(復變函數(shù)與積分變換）相關知識,介紹機械工程類專業(yè)的重要理論基礎之一——工程控制論。這門學科既是一門廣義的系統(tǒng)動力學，又是一種合乎唯物辯證法的思想論和方法論，對啟迪與發(fā)展人們的思維與智力有很大的作用。本課程的基本任務是將自動控制理論應用于機械工程實際,基本要求是在闡明機械工程控制論的基本概念、基本知識與基本方法的基礎上，使學生學會建立和變換系統(tǒng)的數(shù)學模型，掌握控制系統(tǒng)的時間響應分析和頻率特性分析方法，并在此基礎上具備討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識等問題的能力。使學生以辯證方法沖破形而上學的思想方法，推動這一領域的生產(chǎn)與學科向前發(fā)展。方程求解知識和復變函數(shù)的概念，初步掌握積分變換及其逆變換的基本方法.中去。二、教學內(nèi)容及基本要求第一章緒論教學目的和要求：本章首先闡述了機械工程控制基礎這門課程的重要意義，然后介紹控制工程的基本思想、基本概念、控制系統(tǒng)的分類和基本要求，使學生了解機械工程控制論的研究對象教學重點和難點：1．系統(tǒng)及其模型反饋和反饋控制系統(tǒng)的基本要求業(yè)。1。1控制工程概述1。2系統(tǒng)的分類1.3對控制系統(tǒng)的基本要求1。4控制工程的發(fā)展1。5本課程的主要內(nèi)容和學習方法考核知識點：系統(tǒng)；反饋和反饋控制；系統(tǒng)的分類；對控制系統(tǒng)的基本要求輔助教學活動：無第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，熟練掌握傳遞函數(shù)方框圖及其簡化，理解相似系統(tǒng)。教學重點和難點：1．傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)方框圖及其簡化相似系統(tǒng)的課堂練習和課外作業(yè)。2.1系統(tǒng)的微分方程2。2拉氏變換及拉氏反變換系統(tǒng)的傳遞函數(shù)系統(tǒng)的方框圖及其簡化相似系統(tǒng)復習與作業(yè)要求：結合學習進度，適當安排思考題和練習題,習題量宜適中。輔助教學活動：無第三章控制系統(tǒng)的時域分析統(tǒng)誤差分析與計算方法。教學重點和難點：1．時間響應及其組成2．一階、二階系統(tǒng)的時間響應分析3、二階系統(tǒng)響應的性能指標配合適當?shù)恼n堂練習和課外作業(yè).3。1時間響應及典型輸入信號3。2一階系統(tǒng)的時域分析3。3二階系統(tǒng)的時域分析高階系統(tǒng)的時域分析系統(tǒng)誤差分析復習與作業(yè)要求：結合學習進度安排練習題，習題量可適當加大。輔助教學活動：無第四章控制系統(tǒng)的頻域分析統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的概念,了解頻域性能指標.教學重點和難點：1．頻率特性的概念2．頻率特性的圖示方法合適當?shù)恼n堂練習和課外作業(yè)。4。1頻率特性概述4.2頻率特性的極坐標圖4。3頻率特性的對數(shù)坐標圖頻域性能指標與時域性能指標間的關系復習與作業(yè)要求：結合學習進度，適當安排練習題,習題量宜適中。NyquistBodeBode輔助教學活動：無第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析RouthNyquistBode的概念的求法。教學重點和難點：1．系統(tǒng)穩(wěn)定性的初步概念2．Routh穩(wěn)定判據(jù)3．Nyquist穩(wěn)定判據(jù)4．系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性教學方法與手段：以課堂講授為主,注意舉例和采用啟發(fā)式教學，配合適當?shù)恼n堂練習和課外作業(yè)。5。1穩(wěn)定性的初步概念5。2穩(wěn)定性判據(jù)5。3系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性復習與作業(yè)要求：結合學習進度，適當安排練習題,習題量適中或較少為宜。考核知識點:穩(wěn)定的定義和條件;關于穩(wěn)定性的一些提法；Routh輔助教學活動：無第六章控制系統(tǒng)的校正教學目的和要求：了解系統(tǒng)的性能指標，系統(tǒng)地了解系統(tǒng)校正的各種方法.教學重點和難點：1．系統(tǒng)的性能指標2．系統(tǒng)校正的概念和分類教學方法與手段:以課堂講授為主，注意實例教學，配合適當?shù)恼n堂練習和課外作業(yè).6。1系統(tǒng)校正的基本概念6。2系統(tǒng)的串聯(lián)校正6。3系統(tǒng)的PID6。4系統(tǒng)的并聯(lián)校正復習與作業(yè)要求：結合學習進度，適當安排思考題和練習題,習題量適中或較少為宜.考核知識點:系統(tǒng)的性能指標；系統(tǒng)校正的概念和分類輔助教學活動：無第七章離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡介散控制和現(xiàn)代控制理論建立初步的認識，了解離散控制的基本原理和狀態(tài)空間分析法的基本思想，理解這些理論和方法在計算機控制方面的應用前景,并為以后深入學習現(xiàn)代控制理論奠定基礎。教學重點和難點：1．離散控制系統(tǒng)2．現(xiàn)代控制理論簡介7。1離散控制系統(tǒng)7。2現(xiàn)代控制理論簡介復習與作業(yè)要求：可少量安排或不安排課堂練習和課外作業(yè)。輔助教學活動:無三、課程教學的特色說明本教學大綱定位于普通大學機械類專業(yè)學生在本科學習階段的要求，不求理論全而深，新知識的原則，力求做到針對性強，適應性強，講解清晰。674~6251合使用。本課程主要介紹經(jīng)典控制理論。在介紹了如何建立系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，介紹時域分析還可簡要介紹離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論。四、考試大綱考試的目的與作用機械工程控制基礎是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門技術基礎課。學生的考試成績是對其學習水平評價的重要因素之一。通過復習考試，可以鞏固學生對機械工程控制論的基本概念、基本知識與基本方法的認識和理解?？疾鞂W生對建立和變換系統(tǒng)的備討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識等問題的能力。教師通過考試可以考核學生對所學知識點的掌握程度，找出共性問題；另外，通過考試還可以檢查教學效果，為今后進一步提高機械工程控制基礎課程的教學質(zhì)量，促進課程建設提供重要的參考依據(jù)。考核內(nèi)容與考核目標上討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識等問題。主要參考書⑴．機械工程控制基礎．田勇，陳大立．電子工業(yè)出版社,2011⑵．機械工程控制基礎（第五版．楊叔子．華中科技大學出版社，2005。4．課程考試內(nèi)容與教材的關系體情況參見教學大綱。5．分章節(jié)的考核知識點第一章緒論⑴．識記：系統(tǒng)的分類；對控制系統(tǒng)的基本要求⑵．理解：系統(tǒng);反饋和反饋控制第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型⑴．識記:典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)⑵．理解：拉氏變換及拉氏反變換；傳遞函數(shù);相似系統(tǒng)第三章控制系統(tǒng)的時域分析⑴．識記：時間響應及其組成;高階系統(tǒng)的時域分析⑵．理解：一階、二階系統(tǒng)的單位脈沖、單位階躍響應⑶．應用：一階、二階系統(tǒng)響應的性能指標第四章控制系統(tǒng)的頻域分析⑴．識記：典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖；典型環(huán)節(jié)的Bode圖；⑵．理解：頻率響應與頻率特性;頻率特性的求法Bode第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性⑴．識記:穩(wěn)定性的初步概念；相對穩(wěn)定性⑵．理解：穩(wěn)定的定義和條件⑶．應用：穩(wěn)定性判據(jù)第六章控制系統(tǒng)的校正第七章離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡介⑴．識記：離散控制系統(tǒng)的基本概念；現(xiàn)代控制理論的基本概念6．題目類型與考核方式證明題等,也可采用其它題型?？己朔椒ńㄗh采用閉卷考試，也可采用開卷考試.7．成績評定辦法一般考試試卷成績占80％，平時成績占20%。平時成績一般依據(jù)課堂出勤、提問、作業(yè)及平時表現(xiàn)等進行評定，所占比例也可根據(jù)實際情況適當修改。教學時數(shù)課程內(nèi)容教學時數(shù)課程內(nèi)容第一章緒論學時分配表教學環(huán)節(jié)講實習其小題課驗課它計33第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型516第三章控制系統(tǒng)的時域分析617第四章控制系統(tǒng)的頻域分析617第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性617第六章控制系統(tǒng)的校正22第七章理論簡