经典自动控制理论教案

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1、广西大学教案(首页)学院(部)：电气工程学院系(所)：自动化系(文件收集自http://www.forenglish.info/)课程名称经典自动控制理论课程代码-总学时：90学时(讲授63+习题课5+课内实验(18+2)+讨论2)考核：平时:试卷=1:1学分5课程类别学科专业必修授课专业自动化（本科）授课班级-任课教师胡立坤职称副教授授课时间-教学内容、目的和要求本课程以控制系统的稳定性为主线，围绕”动态、建模、互联和不确定性”4个重要概念展开。基于SISO连续系统的阐述了建模的一般原理与方法，并从时域和频域两个角度给出了分析方法，对SISO连续线性系统论述了满足“稳、快、准”和鲁棒性指

2、标的综合与校正方法；最后论述了SISO离散控制系统基本理论。本课程为自动化专业/学科必修主干课课程，其任务是让学生掌握分析与综合SISO自动控制系统的经典控制理论与方法，并能初步结合实际，分析和设计控制系统。为今后进一步深入学习和研究其他控制理理论与控制系统设计打下坚实的基础。课程要求:(1)提前主动看一遍相应章节。(2)完成一定量的动手实验。(3)独立完成适量作业。(4)本课程课堂安排有两次讨论。(5)注意交流的重要性。教学重点、难点教学重点：n基本电类对象模型与力类对象模型nSISO系统时域分析方法与频域分析方法nSISO系统的根轨迹分析与设计n对SISO连续线性系统设计满足“稳、快、

3、准”和鲁棒性指标的控制器方法n非线性系统的相平面和描述函数分析法nSISO离散控制系统基本理论教学难点：n机电系统建模n高阶系统与主导极点n频域分析理论n控制系统的动态性能约束n用描述函数法分析非线性系统n线性离散控制系统的校正教材和参考资料n卢子广,林靖宇,周永华.自动控制理论.北京:机械工业出版社,2009.10.n[1]张晓华.控制系统数字仿真与CAD(第2版).北京:机械工业出版社,2005.3.n[2]吴晓燕,张双选.Matlab在自动控制中的应用.西安:西安电子科技大学出版社,2006.9n[3]夏德钤,翁贻方.自动控制理论(第二版).北京:机械工业出版社,2005.7n[4]

4、胡寿松.自动控制理论(第二版).北京:国防工业出版社,2000.53广西大学教案(章节备课)第1次课3学时章节§1绪论教学目的和要求1．了解自动控制理论发展概况及发展前景，熟悉本课程的任务与内容。2．掌握自动控制系统的基本概念、作用与分类、结构与特点。重点难点重点：开环控制系统与闭环反馈控制系统的异同。难点：经典控制理论的四个重要概念。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)§1.1引言---从实例谈起§1.2自动控制理论的建立与发展从古到今及未来，简要论述自动控制理论的历史，并熔合科学技术发展的规律。§1.3自动控制系统的基本概念(1)什么是自动控制，它在人工控制的区别。

5、(2)控制系统的基本术语解释这些概念可以看出“三论”在自动化领域的地位。(3)自动控制系统的构成与要素：对象、测量单元、控制单元、执行单元(4)开环控制与反馈控制的特点，强调反馈的重要性(5)对控制系统的要求：稳定性、快速性、准确性、鲁棒性(6)控制系统分类：线性与非线性系统；连续与离散系统；单输入单输出与多输入多输出系统；确定性与不确定性系统§1.4自动控制理论主要内容与支撑概念自动控制理论提供了分析和设计控制系统的原理、方法和工具，使这些系统可以自动地适应环境的变化，并保持期望的性能。控制理论有四个重要概念：动态、模型、互联和不确定性，这四个概念是系统分析和设计的关键。另外，强调工程系

6、统与非工程系统都可以用控制理论提供的方法去分解、解决，也就是自动控制理论的普适性问题。说明：与演示性实验一同时进行本章作业第一题：通过网络查阅教材1.3.2节中基本概念，并用3~5句话进一步解释这些概念。第二题：教材习题1-2第三题：教材习题1-5主要参考资料《信息爆炸时代的控制》，关于控制、动力学和系统未来方向的专家小组报告，美国加州理工学院，2003.(电子书)备注53广西大学教案(课时备课)第2次课3学时章节§2动态系统模型：§2.1，§2.2，§2.3教学目的和要求1．熟悉线性动态系统(特别是LTISystem)的基本含义。2．熟悉线性连续系统输入——输出间的微分方程描述。3．掌握

7、线性连续系统的输入—输出传递函数描述，并识记典型环节的传递函数。重点难点重点：逐渐地掌握用传递函数法建立系统及不同环节的数学模型方法。难点：传递函数定义及其应用条件，传函是研究解的结构特性而非直接求解教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)§2.1引言----灌输科学思维与素养模型的概念与作用----不同物理系统，相同分析与设计方法建模的基本途径----机理建模、系统辨识，必须在模型的