《自动控制理论》教学大纲

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1、《自动控制理论》课程教学大纲课程名称：自动控制理论课程编码：52310507学时：72学分：4开课学期：4课程类别：学科平台课程课程性质：必修适用专业：自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器先修课程：高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、电路、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动一、课程的性质、目的与任务该课程是自动化专业、测控技术与仪器专业和电气工程及其自动化专业的主要专业基础课，在技术基础课和专业课之间发挥承上启下的桥梁纽带作用，其目的是为后续专业课程奠定自动控制方面的理论基础，其任务主要是学习自动控制的基本概念和控制系统的建模方法，掌握控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分

2、析法以及校正设计方法、线性离散系统分析方法等内容。二、教学内容及基本要求第一章自动控制的一般概念教学目的和要求：掌握自动控制的一些基本概念和反馈控制的基本原理。教学难点和重点：反馈控制的基本原理。教学方法和手段：课堂讲授；课件演示。第一节自动控制的基本原理和方式1学时第二节自动控制系统的分类0.5学时第三节对自动控制系统的基本要求0.5学时复习与作业要求：掌握考核知识点。考核知识点：自动控制和自动控制系统的概念；反馈控制系统的基本组成结构；负反馈控制的基本原理；自动控制的基本方式；自动控制系统的基本类别；对自动控制系统的性能要求。第二章控制系统的数学模型教学目的和要求：充分理解数学模型的

3、概念，重点掌握微分方程和传递函数的求取方法、动态结构图和信号流图的绘制方法；学会动态结构图的等效变换方法和梅逊公式的应用方法。教学重点和难点：动态结构图的等效变换和梅逊公式教学方法与手段：课堂讲授；课件演示；实验；习题课。第一节拉普拉斯变换（选讲）第二节控制系统的时域数学模型2学时第三节控制系统的复域数学模型2学时第四节控制系统的结构图和信号流图4学时复习与作业要求：掌握考核知识点，通过习题熟练掌握传递函数的求取、结构图和信号流图的绘制、梅逊公式的应用方法。考核知识点：数学模型的概念和类别；传递函数、动态结构图和信号流图的概念；微分方程的列写方法；传递函数的求取方法和性质；结构图、信号流

4、图的组成和绘制方法；结构图的等效变换方法；梅逊公式的正确使用方法。第三章线性系统的时域分析法教学目的和要求：掌握控制系统时域性能指标的定义；掌握欠阻尼二阶系统的时间响应形式和性能指标的计算方法；掌握线性系统稳定性概念、稳定条件和判定方法；掌握线性系统稳态误差的定义及其计算方法。教学重点和难点：二阶系统的动态分析；系统稳定性判据；稳态误差的求取方法。教学方法与手段：课堂讲授；课件演示；实验；习题课。第一节系统时间响应的性能指标1学时第二节一阶系统的时域分析1学时第三节二阶系统的时域分析2学时第四节高阶系统的时域分析（选讲）第五节线性系统稳定性分析2学时第六节线性系统稳态误差的计算2学时复习

5、与作业要求：掌握考核知识点，通过习题熟练掌握二阶系统性能指标的计算、劳斯稳定判据的用法和稳态误差的算法。考核知识点：性能指标的定义；欠阻尼二阶系统性能指标的计算公式；系统稳定性和稳态误差的概念；劳斯稳定判据；稳态误差的计算方法。第四章线性系统的根轨迹法教学目的和要求：掌握根轨迹的概念及作用；掌握根轨迹方程及其根轨迹的绘制法则；掌握根轨迹法分析系统性能的方法；了解广义根轨迹。教学重点和难点：根轨迹的绘制法则；用根轨迹分析系统性能教学方法与手段：课堂讲授；课件演示；实验；习题课。第一节根轨迹法的基本概念1学时第二节根轨迹绘制的基本法则3学时第三节广义根轨迹（选讲）第四节系统性能的分析2学时复

6、习与作业要求：掌握考核知识点，通过习题熟练掌握根轨迹的绘制方法、根轨迹增益的计算方法和用根轨迹分析系统性能的定性方法。考核知识点：根轨迹的定义；绘制根轨迹的8条规则；根轨迹增益的计算；根轨迹与系统性能的定性关系。第五章线性系统的频域分析法教学目的和要求：掌握频率特性的概念及其表示方法；掌握开环频率特性曲线的绘制方法；掌握频域稳定判据和稳定裕度的计算方法；了解闭环频域性能指标。教学重点和难点：开环频率特性曲线的绘制方法；频域稳定判据的应用方法；稳定裕度的计算方法。教学方法与手段：课堂讲授；课件演示；实验；习题课。第一节频率特性1学时第二节典型环节和开环频率特性4学时第三节频域稳定判据2学时

7、第四节频域稳定裕度2学时第五节闭环系统的频域性能指标1学时复习与作业要求：掌握考核知识点，通过习题熟练掌握开环频率特性曲线的绘制方法、频域判断稳定性的方法和频域性能指标的计算方法。考核知识点：频率特性的概念、典型环节的概念和模型、开闭环频率特性和稳定裕度的概念、开环频率特性曲线的绘制方法、频域稳定判据及其应用方法、频域指标的计算方法。第六章线性系统的校正方法教学目的和要求：掌握系统校正的概念；掌握串联校正方法和反馈校正方法；了解常用