自動(dòng)控制原理 教學(xué)大綱

第頁(yè)自動(dòng)控制原理一、課程說明課程編號(hào)：090317Z10課程名稱：自動(dòng)控制原理/AutomaticControlTheory課程類別：專業(yè)教育課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：高等數(shù)學(xué)、電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、Matlab 高級(jí)編程與工程應(yīng)用適用專業(yè)：電子信息工程，通信工程教材、教學(xué)參考書：胡壽松主編．自動(dòng)控制原理（第五版）．北京：科學(xué)出版社，2007年；李友善主編．自動(dòng)控制原理（第3版）（上、下冊(cè)）．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005年；胥布工主編．自動(dòng)控制原理．北京：電子工業(yè)出版社，2011年．二、課程設(shè)置的目的意義本課程是自動(dòng)控制類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是電子信息工程和通信工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程旨在將工程數(shù)學(xué)、電路理論、模擬和數(shù)字電子技術(shù)和信號(hào)系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識(shí)與控制理論有機(jī)結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生初步掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、基本結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型和基本分析方法，為后續(xù)的各種相關(guān)課程和工程實(shí)踐中的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握自動(dòng)控制的基本原理、自動(dòng)控制系統(tǒng)的各種經(jīng)典分析方法、線性系統(tǒng)的各種校正方法等。本課程是后續(xù)各專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，如現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信系統(tǒng)等課程的理論基礎(chǔ)。三、課程的基本要求知識(shí)：通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生了解自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷史，掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，學(xué)會(huì)建立自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握線性系統(tǒng)經(jīng)典的時(shí)域分析法、根軌跡分析法以及頻域分析法，掌握線性系統(tǒng)各種常用的校正方法和校正裝置的設(shè)計(jì)原則。能力：將自動(dòng)控制原理的知識(shí)用于解決控制領(lǐng)域的工程問題；用線性系統(tǒng)經(jīng)典的分析方法分析控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力；掌握最基本的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，針對(duì)具體問題提出有效的解決方案，提高設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力；通過課堂討論培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高分析、發(fā)現(xiàn)、研究和解決問題的能力；素質(zhì)：通過課程中的分析討論辯論培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)，建立控制系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)到實(shí)際工程應(yīng)用的思維模式，提升理解工程管理與項(xiàng)目決策的基本素質(zhì)。通過課外導(dǎo)學(xué)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展素質(zhì)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章自動(dòng)控制的基本概念330反饋控制的原理；反饋控制系統(tǒng)的構(gòu)成；自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類型控制系統(tǒng)的判斷方法多媒體課件，交互式討論等第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型770數(shù)學(xué)模型的概念及其重要性；系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立方法；傳遞函數(shù)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其等效變換；典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)微分方程的建立；結(jié)構(gòu)圖的等效變換及Mason公式的正確運(yùn)用多媒體課件，交互式討論等第3章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法990一階系統(tǒng)的時(shí)域分析；勞斯穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)態(tài)性能的時(shí)域分析二階系統(tǒng)的時(shí)域分析；勞斯穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)態(tài)性能的時(shí)域分析多媒體課件，交互式討論等第4章根軌跡法（自學(xué)）000根軌跡的繪制方法正確運(yùn)用規(guī)則根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)繪制閉環(huán)系統(tǒng)的根軌跡，并據(jù)此分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能課外學(xué)習(xí)第5章控制系統(tǒng)的頻域分析法990頻率特性的基本概念；系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制（Bode圖）；最小相位環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）頻率特性的特點(diǎn)；伯德圖的繪制頻率特性包含的物理意義；穩(wěn)定裕量的正確理解；Nyquist穩(wěn)定判據(jù)的正確使用多媒體課件，交互式討論等第6章控制系統(tǒng)的校正440用的校正裝置分類；各種校正方法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)各種串聯(lián)校正方式（滯后校正，超前校正，滯后—超前校正）對(duì)系統(tǒng)性能的影響，校正方式的選擇多媒體課件，交互式討論等合計(jì)32320注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求通過Matlab仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行控制系統(tǒng)域響應(yīng)及穩(wěn)定性分析，根軌跡分析實(shí)驗(yàn)，頻率響應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)和線性系統(tǒng)的校正實(shí)驗(yàn)。六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定教學(xué)過程中采取講授、討論、課前導(dǎo)學(xué)的方式進(jìn)行，注重過程考核，考核方式包括：筆試，作業(yè)，討論、課內(nèi)互動(dòng)和課外閱讀等；過程考核占總成績(jī)的40%，期