《自动控制原理》教学大纲

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1、《自动控制原理（上）》教学大纲 一课程简介课程编号：04194003课程名称：自动控制原理（上）（AutomaticControlTheory(1)）课程类型：学科基础课，必修课学时：64学分：4开课学期：5开课对象：适合于自动化、测控技术与仪器和电气工程及其自动化专业先修课程：复变函数与积分变换、电路理论、模拟电子技术、数字电子、电机拖动基础参考教材：夏德钤。自动控制理论。北京：机械工业出版社，2000。二课程性质、目的与任务课程性质：学科基础课，必修课，以理论教学为主，适当配合实验课程。教学目的：学习反馈控

2、制系统的基本理论及基本方法。教学任务：详细讲解采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，要求能初步具体应用；简单介绍根轨迹分析方法，非线性系统分析方法和采样控制系统的基本分析方法，使学生初步了解；探讨频率特性法设计控制系统的基本思路。三教学基本内容与基本要求教学基本内容：自动控制理论课程是具有一般方法论特点的技术基础课，重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法，而应用其理论及方法去分析和设计控制系统则是后续课程如自动控制系统、计算机控制技术等的任务。但是自动控制理论又是直接为解决实际控制系统提供理论和方法的

3、课程，因此，必须适当地结合实际，要用实践的观点对待控制理论。自动控制理论主要讨论反馈控制系统的基本原理与基本方法，在初步建立控制系统数学模型的基础上，分别应用时域法、根轨迹法和频率特性法等不同的方法，分析控制系统的一般性能，如稳定性（稳）、稳态误差（准）、动态特性（快）、稳定裕量等，并介绍控制系统设计和应用的初步知识，同时讨论非线性系统和采样控制系统的一般基础。教学基本要求：熟练掌握采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，并能具体应用；了解根轨迹分析方法，了解非线性系统分析方法的特殊性；掌握采样控制系统的基本

4、分析方法，掌握频率特性法设计系统的基本思路。四教学内容及学时分配本课程总学时为64。其中理论教学为58，实验学时为6。主要的理论教学内容包括：建立控制系统数学模型；控制系统时域法分析；根轨迹分析；频率特性法分析；用频率特性法设计控制系统；非线性系统分析；采样控制系统的分析。实验内容主要包括：典型环节模拟，典型系统模拟，控制系统的串联校正研究等。课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排备注第一章综述介绍控制系统分析与设计的一般知识C  2 第二章数学模型：时域描述、传递函数讨论传递函数的定义及表示A☆ 2 线

5、性化、典型环节非线性环节的的线性化，典型环节及其传递函数B  2 方框图传递函数的方框图表示A☆ 2 信号流图传递函数的信号流图表示，用梅逊公式求传递函数A☆Δ2 第三章时域响应：典型输入、时域响应典型输入信号及表示，典型时域响应B  2 稳定性分析稳定性定义、代数稳定判据如劳斯判据等A☆Δ2 稳态误差计算A☆ 2 用不同的方法计算稳态误差，减小和消除稳态误差的方法暂态响应求取求取系统的时域暂态响应C Δ2 习题分析用习题来说明控制系统时域分析的步骤和方法A☆Δ2习题分析第四章根轨迹法：概念、法则、方法讨论绘制

6、根轨迹的概念、法则与方法B Δ2 绘制示例用例题说明根轨迹的绘制A☆ 2 根轨迹法分析、设计与应用讨论根轨迹在分析和设计系统中的应用C Δ2 第五章频率特性法：典型环节频率特性绘制典型环节频率特性A☆ 2 开环频率特性讨论开环频率特性的绘制方法与技巧A☆ 2 乃氏图判定稳定性重点分析乃氏稳定判据及其变化A☆Δ2 波特图分析用波特图分析控制系统的特性B Δ2 第六章控制系统设计：基本控制规律讨论设计控制系统的基本控制规律A☆ 2 PID控制系统设计及应用设计控制系统的PID控制器A☆Δ2 复合校正了解复合校正的基

7、本思路与方法。C  2 习题分析用习题来说明分析和设计控制系统的步骤和方法A☆ 2习题分析第七章非线性系统分析：一般分析介绍非线性系统分析的一般方法C  2 描述函数法着重讨论描述函数法的基本思路及其应用A☆Δ2 相平面分析法用相平面法分析非线性系统的特性C Δ2 第八章采样控制系统：采样与保持采样与保持过程的深入讨论A☆Δ2 Z变换与Z反变换讨论Z变换与Z反变换的定义、性质与应用A☆ 2 脉冲传递函数讨论开环和闭环脉冲传递函数A☆Δ2 稳定性与稳态误差分析分析离散系统的稳定性与稳态误差，主要区分它们与连续系统

8、的不同B  2 非线性、采样系统的特征比较非线性、采样系统与连续线性系统的异同之处B Δ2讨论典型环节特性熟练掌握典型环节特性的测试方法以及相关仪器仪表的使用方法A☆ 2实验二阶系统分析熟练掌握二阶系统分析与测试的有效方法和具体实现过程A☆ 2实验控制系统校正初步了解控制系统校正的设计原理与实施措施B Δ2实验（教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解）五实习、实验项目及学时分配1．