自动控制原理教学大纲（本科）

《自动控制原理教学大纲（本科）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《自动控制原理》教学大纲编写：任琦梅审核：王整风课程编码1214215课程名称自动控制原理适用专业电气工程及其自动化学分4考核形式考试学时（含实验学时）76（8）先修课程高等数学、复变函数与积分变换、电路、模拟电子技术开课学期第五学期一、课程性质与任务本课程是电气工程及其自动化专业必修的专业技术基础课程，通过本课程的学习使学生能够掌握闭环控制系统的基本概念及基本的系统分析和校正方法，能运用自动控制理论知识来分析和设计自动控制系统，为后续课程及进一步学习自动控制理论打好基础。二、教学基本要求本课程要求学生理解自动控制系统的基本概念，掌握简单系统的建模方法，掌握对线性定常

2、系统的稳定性、快速性和控制精度的基本分析方法以及设计和校正方法，能熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统和控制器，对非线性系统也能进行初步的分析。通过本课程的学习，学生应能熟练使用MATLAB软件包进行编程，并将其应用于各类控制系统的分析与设计中。三、课程的主要内容及教学要求第一章引论第一节开环控制和闭环控制第二节自动控制系统的类型第三节自动控制理论概要第四节自动控制系统中的术语和定义要求：使学生对古典反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解；了解自动控制理论发展简况及反馈控制理论的研究对象和方法；掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和

3、分类，及对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。第二章线性系统的数学模型第一节线性系统的输入一输出时间函数描述第二节线性系统的输入一输出传递函数描述第三节非线性数学模型的线性化第四节典型环节的数学模型第五节建立数学模型的实验方法简介第六节框图及其化简方法第七节信号流程图要求：一般了解数学模型的概念、表达方式，建模的方法；能够列写一般物理系统的微分方程；熟悉拉氏变换的定义、性质，记住常见的简单时间函数的拉氏变换式，能根据拉氏变换的性质求解较复杂时间函数的拉氏变换式，会求拉氏反变换；掌握传递函数的概念及典型环节的传递函数；重点掌握控制系统的方框图及方框图的化简方法；重点

4、掌握用梅逊公式求取系统传递函数的方法。第三章线性系统的时域分析第一节典型输入信号第二节线性定常系统的时域响应第三节控制系统时域响应的性能指标第四节一阶系统的暂态响应第五节二阶系统的暂态响应第六节高阶系统的暂态响应第七节根据时域响应建立数学模型第八节线性系统的稳定性第九节劳斯-赫尔维茨稳定判据第十节小参量对闭环控制系统性能的影响第十一节控制系统的稳态误差第十二节给定稳态误差和扰动稳态误差第十三节线性系统时域响应的计算机辅助分析要求：了解控制系统的典型输入信号；了解线性定常系统的时域响应组成，熟悉控制系统暂态响应性能指标的定义；掌握一阶系统的暂态响应及性能指标；掌握二阶系

5、统的暂态响应分析及其与极点之间的关系，重点掌握二阶系统的暂态响应性能指标公式及计算；一般了解高阶系统的暂态响应，掌握闭环主导极点的概念；了解稳定的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件；重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用，对Hurwitz判据有一般了解；了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型；重点掌握给定稳态误差终值的计算，掌握扰动稳态误差终值的计算及减小稳态误差的方法，一般了解稳态误差级数的计算。第四章线性系统的根轨迹分析第一节根轨迹的基本概念第二节绘制根轨迹的基本条件和基本规则第三节广义根轨迹第四节滞后系统的根轨迹第五节利用根轨迹分析系统的性能第六节用M

6、ATLAB绘制系统的根轨迹要求：了解根轨迹的概念、意义；重点掌握绘制常规负反馈系统根轨迹的基本条件和基本规则；掌握参量根轨迹的绘制和正反馈根轨迹的绘制；了解多回路控制系统的根轨迹和迟后系统根轨迹；掌握增加开环零极点对根轨迹的影响；了解利用根轨迹分析系统的暂态响应。第五章线性系统的频域分析第一节频率特性第二节典型环节的频率特性第三节系统开环频率特性的绘制第四节乃奎斯特定判据和系统的相对稳定性第五节系统的频率特性及频域性能指标第六节频率特性的实验确实方法第七节用MATLAB进行系统的频域分析要求：掌握频率特性的基本概念，幅相频率特性图与对数频率特性图的建立；熟悉典型环节的

7、频率特性及其Nyquist图与Bode图；掌握系统开环频率特性（Nyquist图和Bode图）的绘制；了解最小相位系统的概念；重点掌握利用实测开环幅频特性确定最小相位系统的开环传递函数的方法；重点掌握判断系统稳定性的几何判据：乃奎斯特稳定判据（包括利用幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线进行判断）；熟悉控制系统相角裕度、幅值裕度的基本定义和概念及计算方法；一般了解闭环幅频特性（等M圆）的求解方法，掌握频域性能指标及频域指标与时域指标的关系。第六章线性系统的校正第一节线性系统校正的概念第二节线性系统的基本控制规律第三节常用校正装置及其特性第四节校正装置设