自动控制原理大纲

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1、《自动控制原理》教学大纲课程编号：130038课程名称：自动控制原理英文名称：Controltheory学分：4学时：68适用年级专业（学科类）：电子信息类三年级（自动化专业、电气工程及自动化专业）一、课程概述（一）课程性质《口动控制原理》是口动化专业和电气工程及口动化专业必修的专业理论课程，此大纲是根据专业的教学计划，考虑到本专业的教学特点以及学生进-步学习过程控制系统、现代控制理论、让算机控制等课程的需要而编写的，其主要冃的是通过木课程的学习，使学牛较好的学握分析和设计控制系统的基木思想和基木方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，为以后的课程的学习

2、奠定一定的理论基础。（二）教学目标与耍求：11、了解控制理论的发展，控制系统的基本组成及控制系统的分类2、拿握建立控制系统的数学模型的基木方法，能够应用方框图和信号流图计算控制系统的传递函数。3、学握控制系统的时域分析、频域分析和根轨迹分析方法，能用其分析较简单的线性定常控制系统的稳定性、静态特性及动态特性。4、掌握单变量控制系统的综合和校止方法。5、掌握采样控制系统的分析和综合方法。6、了解菲线性控制系统的特征，能应用描述怖数和相平面法分析简单的非线性控制系统。（三）重点和难点本课程的教学难点和重点在于如何提高学生对控制系统的综合分析和设计能力。重点内

3、容：线性时不变系统的时域分析、频域分析和根轨迹分析（教学内容的第三章、第四章、第五章）、系统的串联校正（超前校正、滞后校正和滞后一超前校正）（教学内容的6.3节）。难点内容：系统的Nyquist稳定判据、系统的出连校止、采样系统的数字校止、非线性系统的相平面分析。（四）与其它课程的关系：本课程涉及数学、电子技术等知识，先修课主要有高等数学、工程数学、普通物理、电子技术基础、信号与系统等。（五）教材及教学参考书的选用教材：《自动控制原理》宗晓萍、王霞、姜萍、李彩霞编屮国计虽出版社，2005教学参考书：《口动控制原理》，吴麒，淸华大学出版社；《自动控制原理》

4、，胡寿松，科技出版社：《现代控制工程》第三版，［美］KatsuhikoOgata,；《线性控制系统分析与设计》（英文版），JohnJ.Dazzo清华大学出版社；《自动控制原理习题集》，胡寿松，国防工业出版社；《口动控制理论重点难点及典型题解析》，张爱民，西安交通大学出版社等。二、学时分配课程内容学时第一章绪论2第一章控制系统的数学描述8第三章线性控制系统的运动10第四章根规迹法8第五章频率响应法12弟八早单变量系统的校正与综合8第七章采样控制系统10第八章非线性控制系统的运动10三、课程内容第一章绪论（2学时）教学日的和耍求：了解控制理论的发展，掌握反馈

5、控制系统的组成和控制系统的分类。重点和难点：反馈控制系统的组成主要内容：控制•与白动控制的基本概念、反馈控制系统及其组成、按输入控制及按扰动控制、控制系统的分类第二章控制系统的数学描述（8学时）教学日的和要求：学握建立数学模型的基本方法重点和难点：系统方框图的化简、信号流图、Mason增益公式主要内容：数学模型、微分方程、传递函数、方框图、信号流图1、列写运动方程描述运动的微分方程、非线性方程的线性化、为复杂对象列写运动方程并导出单变量的微分方程、2、线性微分方程的解线性微分方程的正规解法、Laplace变换解法运动的模态3、传递函数传递函数方框图传递冈

6、数的零点和极点、闭环系统的传递怖数方框图的化简4、基本单元比例积分微分悄性震荡不稳定及延迟单元（七个基本单元）5、信号流图信号流图Mason公式6、脉冲响应与阶跃响应脉冲函数脉冲响应阶跃响应主耍教学环节的组织：通过课堂基本知识讲解、例题分析，让学生深入理解课程知识，并结合课后教学课件的应用及实验使学生加深课程的理解。第三章线性系统的时域分析（10学时）教学H的和要求：应用时域分析法分析控制系统的稳定性、静态谋差及动态特性重点和难点：系统稳怎的基本概念、消除和减小系统静态误差的方法主要内容：控制系统的稳定性、静态误差及动态特性分析1、稳定性运动的稳定性线性

7、系统的稳定性线性系统稳定的充分必耍条件2、稳定的Routh-Hurwitz判据3、参数对稳定性的影响比例系数及时间常数对稳定性的彫响4、参数的稳定域单参数的稳泄域，双参数的稳定域5、静态误差静态误差的定义静态误差系数扰动的静态误差6、动态性能指标上升时间延迟时间过度过程时间峰值时间最大超调量振荡次数谋差积分指标7、二阶单输出系统的运动二阶单输出系统的阶跃响应，脉冲响应及动态性能指标&高阶系统的运动高阶系统的二阶近似开环系统小参数对闭环系统动态性能的影响主要教学环节的组织：通过课堂基本知识讲解、例题分析，让学生深入理解课程知识，并结合课后教学课件的应卅及实

8、验使学生加深课程的理解。第四章根规迹法（8学时）教学U的和要求：使学生能应用根规