《自動(dòng)控制原理I1》課程教學(xué)大綱

1、自動(dòng)控制原理I1課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程代碼：04110109 課程名稱：自動(dòng)控制原理I1 課程英文名稱：Control System Principle I1開(kāi)課部門：電氣信息工程系自動(dòng)化教研室課程面向?qū)I(yè)：電氣工程與自動(dòng)化，自動(dòng)化課程類型：必修課 先修課程：拉氏變換、數(shù)字電路、模擬電路、電機(jī)學(xué)學(xué)分：4總學(xué)時(shí)：60 理論學(xué)時(shí)：54 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 二、課程性質(zhì)與目的本課程為理工科院校電氣與自動(dòng)化專業(yè)和電子信息與通信工程專業(yè)重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，是自動(dòng)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制、智能控制等專業(yè)課程的先修課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力，熟練掌握MatLab軟件在控制系統(tǒng)

2、的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。三、課程教學(xué)內(nèi)容與要求第一章 自動(dòng)控制的一般概念（一）主要內(nèi)容：1、正確理解并熟練掌握必要的基本概念：反饋、開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、控制器、被控對(duì)象；2、熟練掌握根據(jù)控制系統(tǒng)工作原理圖繪制方塊圖。第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（一）主要內(nèi)容：1、掌握用理論推導(dǎo)的方法建立電路系統(tǒng)及力學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型微分方程；2、熟練掌握典型元部件的傳遞函數(shù)的求取、結(jié)構(gòu)圖的繪制、由結(jié)構(gòu)圖等效變換求傳遞函數(shù)、由梅森公式求傳遞函數(shù)。（二）重點(diǎn)：1、常用元部件傳遞函數(shù)的求取；2、系統(tǒng)傳遞函數(shù)的求取。（三）難點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)圖等效變換；2、梅森公式的應(yīng)用。第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域

3、分析法（一）主要內(nèi)容：1、正確理解并熟練掌握時(shí)域性能指標(biāo)的定義；2、熟練掌握一階和二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的求取，了解二階系統(tǒng)性能改善的方法；3、掌握用Matlab求高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；4、熟練掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用、穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算，了解減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法。（二）重點(diǎn)：二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能計(jì)算及勞斯判據(jù)。（三）難點(diǎn)：擾動(dòng)作用下減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡法（一）主要內(nèi)容：1、正確理解并掌握根軌跡的概念、根軌跡方程；2、熟練掌握繪制根軌跡的基本法則、用根軌跡法分析系統(tǒng)；3、了解主導(dǎo)極點(diǎn)的概念。（二）重點(diǎn)：由根軌跡分析系統(tǒng)性能。（三）難點(diǎn)：廣義根軌跡的分析與應(yīng)用。第五章

4、線性系統(tǒng)的頻域分析法（一）主要內(nèi)容：1、正確理解并掌握頻域特性的物理意義、圖形表示方法；2、熟練掌握奈氏判據(jù)、穩(wěn)定裕度；3、掌握用頻率特性建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。（二）重點(diǎn)：復(fù)雜系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的確定。（三）難點(diǎn)：多環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相曲線、對(duì)數(shù)曲線的概略繪制及相應(yīng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的確定。第六章 線性系統(tǒng)的校正方法（一）主要內(nèi)容：掌握串聯(lián)超前校正，串聯(lián)滯后校正，串聯(lián)滯后超前校正方法。（二）重點(diǎn)：串聯(lián)滯后超前校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及復(fù)合校正方法。（三）難點(diǎn)：反饋校正方法及應(yīng)用。四、學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容(按章填寫(xiě))學(xué) 時(shí)課堂講授實(shí)驗(yàn)課習(xí)題課討論課其它1第一章 自動(dòng)控制的一般概念22第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型82

5、23第三章 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法10224第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡法625第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析法1426第六章 線性系統(tǒng)的校正方法8小計(jì)4866比例77%10%13%合計(jì)60五、教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)要求：本課程以課堂理論教學(xué)為主干，運(yùn)用多媒體技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)，積極改進(jìn)教學(xué)方法和手段，在控制理論的教學(xué)中，注重啟發(fā)式教學(xué)，并大量采用最新原版教材中的控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)示例，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力。采用MATLAB及SIMULINK作為輔助教學(xué)軟件，注重培養(yǎng)學(xué)生的軟件技能和工程實(shí)踐能力。除課堂理論教學(xué)以外，還配以習(xí)題錯(cuò)誤分析、試題精解、考研試題精選分析。各章節(jié)布置的習(xí)題有：第一章：習(xí)題 14

6、，18；第二章：習(xí)題2-3，2-6，2-10，2-13，2-14，2-19，2-20；第三章：習(xí)題3-4，3-7，3-12，3-14，3-15（2），3-18，補(bǔ)充題1，2；第四章：習(xí)題4-4(2)，4-10， 4-12，補(bǔ)充題1；第五章：習(xí)題5-5，5-7，5-12（b），5-14（1），（3），（5），（7），（9），5-16補(bǔ)充題1；第六章：自控原理課程設(shè)計(jì)。答疑方式除了固定的答疑時(shí)間以外，還有考試前的復(fù)習(xí)課和集中聯(lián)合答疑。本課程配有多樣先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、豐富的可供選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)管理體系，并充分利用已有的教學(xué)資源Matlab軟件包，使教學(xué)效果更上了一個(gè)臺(tái)階。六、課程考核辦法：自動(dòng)控制原理1考核方法：考試內(nèi)容覆蓋第一章至第六章的主要內(nèi)容，其中高階系統(tǒng)性能指標(biāo)計(jì)算和根軌跡簇不作要求。試題包括基本概念，基本理論計(jì)算；一些重要的公式要記?？荚嚪绞綖殚]卷，占總評(píng)成績(jī)70%；平時(shí)成績(jī)以作業(yè)、和課程設(shè)計(jì)為主，占總評(píng)成績(jī)20%；實(shí)驗(yàn)成績(jī)以實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，占總評(píng)成績(jī)10%。七、教材與主要參考書(shū)：1自動(dòng)控制原理（第四版），胡壽松主編，科學(xué)出版社，2002年2自動(dòng)控制原理簡(jiǎn)明教程（第一版），胡壽松主編，科學(xué)出版社，2003年3Richard C. Dorf and Robert H. Bishop：Modern Control Systems (Nint