自動控制原理?？普n程標準

1、自動控制原理課程標準一、課程概述（一）課程性質(zhì)地位 自動控制原理是空間工程類、機械控制類、信息系統(tǒng)類等相關(guān)專業(yè)學歷教育合訓學員的大類 技術(shù)基礎(chǔ)課程。由于自動控制原理在信息化武器裝備中得到了廣泛的應用，因此，將本課程設(shè)置 為大類技術(shù)基礎(chǔ)課， 對培養(yǎng)懂技術(shù)的指揮人才有著十分重要的作用。 本課程所覆蓋的知識面較寬， 既有較深入的理論基礎(chǔ)知識，也有較廣泛的專業(yè)背景知識，因而，它在學員知識結(jié)構(gòu)方面將起到 加強理論深度和拓展知識廣度的積極作用。（二）課程基本理念 為了貫徹素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的思想，本課程將在注重自動控制原理的基本概念和基本分析 與設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，適當引入自動控制發(fā)展中的、學員能夠理解的新

2、概念和新方法；貫徹理論 聯(lián)系實際的原則，科學取舍各種主要理論、方法的比例，正確處理好理論與案例的關(guān)系，以適應 為部隊培養(yǎng)應用復合型人才的需要； 適當引入和利用 Matlab 工具來輔助自動控制原理中的復雜計 算與作圖、驗證分析與設(shè)計的結(jié)果；本課程應該既使學員掌握必要的基礎(chǔ)理論知識，并了解它們 對實際問題的指導作用，又要促進學員養(yǎng)成積極思考、長于分析、善于推導的能力和習慣。（三）課程設(shè)計思路 本課程主要介紹自動控制原理的基本概念和基本的分析與設(shè)計方法。課程采用“一縱三橫” 的設(shè)計思路， 具體來說，“一縱” 就是在課程講授中要求貫徹自動控制系統(tǒng)的建模、 分析及設(shè)計方 法這條主線；“三橫” 就是在方

3、法講授中要求強調(diào)自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、 快速性和準確性， 穩(wěn)準 快三個字是分析的核心，也是設(shè)計的歸宿。在課程講授中，貫徹少而精的原則，即對重點、難點 講深講透；注意理論聯(lián)系專業(yè)實際，例子貼近生活，注重揭示抽象概念的物理意義；注意傳統(tǒng)教 法與現(xiàn)代教法的有機結(jié)合，充分運用各種教學手段，特別注重發(fā)揮課程教學網(wǎng)站的作用。在課程 學習中，注重閱讀教材、完成作業(yè)、課程實驗及討論問題等四個環(huán)節(jié)，深刻理解課程內(nèi)容中的重 點和難點，重點掌握自動控制原理的基本概念和基本分析與設(shè)計方法。二、課程目標（一）知識與技能 通過本課程的學習，使學員掌握自動控制原理的基本概念和基本的分析與設(shè)計方法，重點培 養(yǎng)學生利用自動控制

4、的基本理論分析與解決工程實際問題的思維方式和初步能力，并為學習后續(xù) 相關(guān)專業(yè)課程，以及進一步學習和應用自動控制方面的新知識、新技術(shù)打下必要基礎(chǔ)。（二）過程與方法通過本課程的學習，使學員掌握自動控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的一般過程與基本方法。（三）情感態(tài)度與價值觀通過本課程的學習，使學員在五個方面得到磨練與培養(yǎng)。（1）實踐意識：堅持一切從實際出發(fā)，不迷信書本、不迷信權(quán)威。（2）質(zhì)量意識：認認真真做好每一件事，在學習中的每一個環(huán)節(jié)都堅持質(zhì)量至上的思想。（3）協(xié)作意識：現(xiàn)代科學技術(shù)已經(jīng)很少是一個人可以獨立完成的了，所以要能與同學協(xié)同 工作、協(xié)調(diào)配合。（4）創(chuàng)新意識：勇于不斷追求和探索新意境、新見解。（5）堅

5、毅意志：具有堅強的意志和頑強的精神，要敢于面對困難、善于克服困難。三、內(nèi)容標準第一章 自動控制概述1主要內(nèi)容（1）概述（2）自動控制的基本思想與歷史回顧（3）自動控制系統(tǒng)的基本類型（4）自動控制系統(tǒng)的基本要求2重點難點重點：自動控制的基本概念和反饋（閉環(huán)）控制原理3教學要求（1）了解：自動控制的發(fā)展簡史、應用領(lǐng)域及發(fā)展方向（2）理解：自動控制的基本概念和反饋（閉環(huán)）控制原理第二章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型1主要內(nèi)容（1）系統(tǒng)建模概述（2）拉普拉斯變換（3）簡單物理系統(tǒng)的微分方程建模（4）傳遞函數(shù)模型（5）方框圖模型（6）信號流圖模型（7）模型的互換及總結(jié)2重點難點（1）重點：簡單物理系統(tǒng)的線性微

6、分方程和傳遞函數(shù)的列寫方法；運用方框圖和信號流圖推 導和計算閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（2）難點：拉普拉斯變換和方框圖的等效變換與簡化的熟練運用3教學要求（1）了解：數(shù)學建模的基本原則和基本方法，如近似度與復雜度，線性化近似等（2）理解：相似系統(tǒng)、傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、方框圖、信號流圖等基本概念（3）掌握：簡單物理系統(tǒng)的線性微分方程和傳遞函數(shù)的列寫方法；方框圖的等效變換與簡化 方法；信號流圖的 Mason 公式第三章 時域分析法1主要內(nèi)容（1）時間響應的基本概念與瞬態(tài)性能指標（2）一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應（3）二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應（4）高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應（5）控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（ 6）穩(wěn)定性的基本概念（ 7）

7、Routh Hurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)（ 8） Routh Hurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)的應用2重點難點（1）重點：時間響應的基本概念；二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應分析與計算；穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計算（2）難點：高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應分析，反饋的特性（ 3）重點：穩(wěn)定性的基本概念； RouthHurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)（4）難點：不同意義下的穩(wěn)定性定義3教學要求（1）理解：典型輸入信號、動態(tài)性能指標、瞬態(tài)響應、阻尼系數(shù)、穩(wěn)態(tài)誤差等的基本概念； 歸納總結(jié)反饋的特性，從多個方面理解反饋的優(yōu)缺點（2）掌握：一、二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應分析方法；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法（3）理解：穩(wěn)定性的基本概念（ 4）掌握： RouthHur

8、witz 穩(wěn)定性判據(jù)第四章 頻率響應分析1主要內(nèi)容（ 1） 頻率響應的基本概念（2） Bode圖和 Nyquist 曲線（ 3） 典型環(huán)節(jié)的頻率特性（ 4） 開環(huán)頻率特性的繪制（ 5） Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)（ 6）相對穩(wěn)定性與 Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)（ 7） 頻域性能指標2重點難點（ 1）重點：頻率響應的基本概念；典型環(huán)節(jié)的頻率特性；頻率特性的繪制方法；Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)；相角裕度和幅值裕度的計算（2）難點：一般系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制方法；頻域性能指標與時域性能指標的聯(lián)系3教學要求（1）了解：頻率響應測量方法；頻域性能指標（2）理解：頻率響應的基本概念（ 3）掌握：典型環(huán)節(jié)的

9、頻率特性；掌握一般系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制方法；Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)；相角裕度和幅值裕度的計算第五章 自動控制系統(tǒng)的校正1主要內(nèi)容（ 1） 控制系統(tǒng)設(shè)計概述（ 2） 常用校正裝置及其特性（ 3） 用 Bode 圖設(shè)計超前校正網(wǎng)絡（ 4） 用 Bode 圖設(shè)計滯后校正網(wǎng)絡（ 5） 用根軌跡設(shè)計超前校正網(wǎng)絡（ 6） 用根軌跡設(shè)計滯后校正網(wǎng)絡（ 7） PID控制器（ 8） 控制系統(tǒng)的反饋校正與干擾補償（ 9） 控制系統(tǒng)設(shè)計綜合實例2重點難點（ 1）重點：超前與滯前校正網(wǎng)絡的設(shè)計（1）難點：超前與滯前校正網(wǎng)絡的選擇3教學要求（1）理解：控制系統(tǒng)設(shè)計的基本概念和基本方法2）掌握：超前與滯前校正的設(shè)計

10、方法、步驟3）了解反饋校正和干擾補償四、實施建議（一）教學實施 （雙語教學按照同樣的進度實施）1. 組織與實施原則（1） 堅持理論與實際相結(jié)合的原則，利用循序漸進的武器裝備案例、虛擬實驗等方式，加 強學員對實際工程應用的理解和訓練。（2）盡量采用啟發(fā)式、案例式、討論式等開放互動的教學方法和計算機輔助教學手段。大 類技術(shù)基礎(chǔ)課要采用基本統(tǒng)一的教學課件，保持教學內(nèi)容的一致性。（3）將課堂講授、課后練習、虛擬實驗和考試考核等教學環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮，實現(xiàn)教學效果的 整體優(yōu)化。（4）機械工程及其自動化專業(yè)和仿真工程專業(yè)開設(shè)的自動控制原理課程設(shè)計和雙語教 學，要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，一并建設(shè)，同步推進。（5）其它非控制專業(yè)技術(shù)類學員的自動控制原理（理論） 講授部分，按照本課程標準執(zhí) 行。2. 各章節(jié)學時分配與教學實施方法建議教學內(nèi)容學時分配教學實施方法建議第一章 自動控制概述2介紹為主，激發(fā)興趣，師生互動第二章 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型12講授為主，強調(diào)練習第三章 時域分析法12講授為主，強調(diào)練習第四章 頻域分析法16講授為主，強調(diào)練習， Matlab 虛擬實驗第五章 自動控制系統(tǒng)的校正6講授為主，強調(diào)練習， Matlab 虛擬實驗第六章 自動控制系統(tǒng)的工程設(shè)計實 例4講授為主，強調(diào)練習， Matlab 虛擬實驗Matlab 介紹、測驗等機動2學員參與為主合計54（二）考核評價 閉卷考試（