《控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用》教學(xué)大綱

1、控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用教學(xué)大綱一、課程基本情況英文名稱：Foundation and Application of Automatic Control Engineering課程編號：F071730009048總 學(xué) 時：48 講課學(xué)時：38 實踐學(xué)時：10總 學(xué) 分：3課程性質(zhì)：必修考核方式：考試適用對象：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電工電子學(xué)、理論力學(xué)參考文獻：1 趙麗娟.控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用M.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，20172 楊叔子.機械工程控制基礎(chǔ)(第7版) M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，20173 Katsuhiko Ogata著；盧伯英、佟明安 譯現(xiàn)代控

2、制工程M.北京：電子工業(yè)出版社，2011二、課程簡介與目標控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用課程是高等工科院校機械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，以工程控制論為理論基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用信息理論和計算機理論的相關(guān)概念，主要闡述有關(guān)反饋控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論，注重機、電、液控制系統(tǒng)的特點及應(yīng)用，是一門跨學(xué)科的綜合性工程科學(xué)。主要研究在控制系統(tǒng)分析及設(shè)計中所必須的基本知識和基本技能，具有分析和解決工程實際問題及應(yīng)用有關(guān)技術(shù)資料和反饋控制原理建立簡單控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型或改進系統(tǒng)性能和品質(zhì)的能力。結(jié)合課程實踐及綜合實驗等教學(xué)環(huán)節(jié)，進行機械工程技術(shù)人員所需的使用現(xiàn)代工具及信息技術(shù)對復(fù)雜工程問題模擬和預(yù)測的基本技能訓(xùn)練，為進一步學(xué)習(xí)有

3、關(guān)專業(yè)課程和日后從事機械設(shè)計制造及其自動化工作，直接服務(wù)于社會奠定良好的基礎(chǔ)。培養(yǎng)誠實守信的職業(yè)素養(yǎng)以及團隊意識和合作精神。通過本課程的學(xué)習(xí)，達到如下目標：目標1：掌握經(jīng)典控制理論基本知識，能夠分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，掌握建立自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法，在不考慮非技術(shù)因素影響的前提下，能綜合運用數(shù)學(xué)、力學(xué)和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，并建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的能力。目標2：掌握反饋控制原理，對于實際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時域及頻域分析方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)、系統(tǒng)誤差計算方法，并能根據(jù)系統(tǒng)性能要求采用正確方法進行校正。能夠通過分析結(jié)果獲得合理有效的結(jié)論，具有分析和解決

4、復(fù)雜機械工程問題的能力。目標3：掌握自動控制系統(tǒng)綜合與校正的基本原理和方法，具有能夠通過實驗結(jié)果針對機械工程領(lǐng)域的實際需求，設(shè)計合理的校正方案。目標4：運用現(xiàn)代工具（MATLAB軟件）對機械自動化系統(tǒng)的性能指標進行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性。 三、課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求關(guān)系矩陣 課程目標畢業(yè)要求目標1目標2目標3目標4指標點1-2 掌握數(shù)學(xué)、力學(xué)等知識，能用于工礦機械設(shè)計與制造過程中復(fù)雜機械工程問題的建模與求解。H指標點2-3 能夠運用機械工程原理、技術(shù)和方法，認識到解決復(fù)雜機械工程問題有多種方案，能借助文獻研究尋找可替代的解決方案，并能分析工程問題的影響因素，獲得有效結(jié)論。H指標點4-4

5、 能對實驗結(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。H指標點5-3 能夠針對解決復(fù)雜機械工程問題的過程和結(jié)果，運用現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具，進行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性。H四、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時分配（一）教學(xué)內(nèi)容知識單元1：緒論（支撐課程目標1）（建議 2 學(xué)時）教與學(xué)要求：了解控制理論的發(fā)展簡史及其在機械工程中的應(yīng)用。能解釋自動控制系統(tǒng)的基本概念及工作原理；能說明反饋控制系統(tǒng)的基本組成；能說明自動控制系統(tǒng)的分類；能解釋對自動控制系統(tǒng)性能的基本要求。教學(xué)內(nèi)容：1-1控制理論的發(fā)展簡史。1-2自動控制系統(tǒng)的基本概念。1-3控制系統(tǒng)的分類及性能要求。1-4本課程主要內(nèi)容。

6、重點：自動控制系統(tǒng)的基本概念、基本構(gòu)成及自動控制系統(tǒng)的工作原理、分類和性能要求。難點：自動控制系統(tǒng)的工作原理。知識單元2：控制系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型（支撐課程目標1）（建議 8 學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本概念，能應(yīng)用經(jīng)典控制理論和高度抽象的方法建立不同類型系統(tǒng)的微分方程；掌握拉氏變換及其基本性質(zhì)及求解拉氏反變換的方法。能解釋傳遞函數(shù)的基本概念，明確典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；掌握系統(tǒng)方塊圖的繪制及簡化方法；掌握繪制系統(tǒng)信號流圖的方法，并會應(yīng)用梅遜公式求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。教學(xué)內(nèi)容：2-1 HYPERLINK l _Toc482971346 數(shù)學(xué)模型的基本概念。2-2建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一般步

7、驟和方法。2-3典型元件及系統(tǒng)時域數(shù)學(xué)模型的建立。2-4數(shù)學(xué)模型的線性化。2-5拉氏變換與反變換。2-6傳遞函數(shù)及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。2-7系統(tǒng)方塊圖及其簡化。2-8系統(tǒng)信號流圖及梅遜公式重點：典型元件及系統(tǒng)時域數(shù)學(xué)模型的建立，傳遞函數(shù)的概念、特點及求法。難點：傳遞函數(shù)方框圖的繪制及化簡。知識單元3：時域瞬態(tài)響應(yīng)分析（支撐課程目標2）（建議 6 學(xué)時）教與學(xué)要求：能在外加典型輸入信號作用下，根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述一、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)并確定二階系統(tǒng)的性能指標；能識別高階系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點。教學(xué)內(nèi)容：3-1典型輸入信號。3-2一階系統(tǒng)的時域響應(yīng)。3-3二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析。3-4系統(tǒng)的閉環(huán)極點

8、。3-5上機操作：Matlab基本使用方法，應(yīng)用matlab處理控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。重點：欠阻尼二階系統(tǒng)的態(tài)性能指標的計算。難點：二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析。知識單元4：線性系統(tǒng)的根軌跡法（支撐課程目標2）（建議 2 學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋根軌跡法的基本概念，掌握繪制根軌跡圖的一般步驟和規(guī)則，能說明系統(tǒng)開環(huán)增益的變化對系統(tǒng)性能的影響。教學(xué)內(nèi)容：4-1根軌跡和根軌跡圖。4-2根軌跡作圖的一般規(guī)則。4-3根軌跡圖繪制實例。重點：根軌跡作圖的一般規(guī)則及開環(huán)增益對系統(tǒng)性能的影響。難點：識別系統(tǒng)開環(huán)增益的變化對系統(tǒng)性能的影響。知識單元5：控制系統(tǒng)的頻率特性（支撐課程目標2）（建議8學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋頻

9、率特性的基本概念；掌握系統(tǒng)對諧和函數(shù)輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)計算方法及系統(tǒng)頻率特性的對數(shù)坐標圖和極坐標圖的繪制方法。能根據(jù)最小相位系統(tǒng)的伯德圖寫出其傳遞函數(shù)，解決應(yīng)用系統(tǒng)的頻率特性對系統(tǒng)進行分析和設(shè)計問題。5-1頻率特性的基本概念。5-2頻域系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。5-3頻率響應(yīng)的極坐標圖(Nyquist圖)。5-4頻率響應(yīng)的對數(shù)坐標圖(Bode圖)。5-5由系統(tǒng)傳遞函數(shù)繪伯德圖。5-6最小相位系統(tǒng)的概念。5-7由對數(shù)頻率特性求傳遞函數(shù)。5-8 上機操作：練習(xí)MATLAB SIMULINK 建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法。重點：頻率特性的基本概念及Nyquist圖、Bode圖的畫法；頻域系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及最小相位系統(tǒng)

10、的概念、由對數(shù)頻率特性求傳遞函數(shù)。難點：頻率特性的Nyquist圖的畫法及特點。知識單元6：控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析（支撐課程目標2）（建議6學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋線性定常系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念；掌握三種常用的穩(wěn)定性判據(jù)：勞斯穩(wěn)定判據(jù)、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和伯德穩(wěn)定判據(jù)；根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件，應(yīng)用三種常用的穩(wěn)定性判據(jù)論證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，理解系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性及其表示形式，掌握相位裕量和幅值裕量的概念及計算方法。6-1穩(wěn)定性的概念。6-2穩(wěn)定性的充分必要條件。6-3代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)(Routh穩(wěn)定判據(jù))。6-4乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)(Nyquist穩(wěn)定判據(jù))。6-5伯德穩(wěn)定判據(jù)（Bode穩(wěn)定判據(jù)）。6-6系統(tǒng)的

11、相對穩(wěn)定性。6-7直流調(diào)速電機系統(tǒng)頻率特性模擬實驗。重點：系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念、Routh(勞斯)穩(wěn)定判據(jù)、Nyquist(乃奎斯特)穩(wěn)定判據(jù)及對數(shù)頻率（Bode）穩(wěn)定判據(jù)；伯德穩(wěn)定判據(jù)與奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)間的關(guān)系。難點：系統(tǒng)相對穩(wěn)定性及相位裕量和幅值裕量的計算方法。知識單元7：控制系統(tǒng)的誤差分析和計算（支撐課程目標2）（建議 6 學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念，理解誤差傳遞函數(shù)及靜態(tài)誤差系數(shù)的含義；掌握線性控制系統(tǒng)原理性穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法。理解用擾動本身進行補償及用系統(tǒng)輸入本身進行補償?shù)脑?；掌握改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法。理解動態(tài)誤差系數(shù)的定義，掌握動態(tài)誤差系數(shù)的計算方法。7-1

12、穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念。7-2輸入引起的穩(wěn)態(tài)誤差。7-3擾動引起的誤差。7-4改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法。7-5動態(tài)誤差系數(shù)。7-6動態(tài)誤差的工程實例計算分析。7-7恒溫控制系統(tǒng)時域特性模擬實驗。重點：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念及計算方法。難點：理解系統(tǒng)動態(tài)誤差系數(shù)的定義及其計算方法。知識單元8：控制系統(tǒng)的性能校正（支撐課程目標2）（建議 10 學(xué)時）教與學(xué)要求：能解釋系統(tǒng)性能校正的概念；理解系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系。 理解超前校正網(wǎng)絡(luò)、滯后校正網(wǎng)絡(luò)、滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)及其性能；掌握系統(tǒng)超前校正裝置的設(shè)計方法及典型期望對數(shù)頻率特性設(shè)計方法，應(yīng)用串聯(lián)校正、PID校正及反饋校正等方法設(shè)計滿足需求的

13、控制系統(tǒng)，提高運用所學(xué)知識分析、解決工程實際問題的能力，強調(diào)基本概念和工程背景的分析掌握以及在實踐中予以應(yīng)用的能力。8-1控制系統(tǒng)性能校正的基本概念。8-2常用校正裝置及其性能分析。8-3串聯(lián)校正。8-4串聯(lián)校正裝置的期望對數(shù)頻率特性設(shè)計。8-5反饋校正。8-6控制系統(tǒng)校正設(shè)計。8-7控制系統(tǒng)性能校正模擬實驗：對直流調(diào)速電機系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)進行校正分析。重點：控制系統(tǒng)性能校正的基本概念及作用、系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系、常用校正裝置及其性能分析。難點：控制系統(tǒng)性能校正的基本方法及控制系統(tǒng)校正設(shè)計。（二）學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時課堂教學(xué)學(xué)時自主學(xué)習(xí)教與學(xué)方式、方法講授實驗上機作業(yè)訓(xùn)練教學(xué)

14、單元12222案例式教學(xué)、多媒體課件、閱讀、翻轉(zhuǎn)課堂網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺教學(xué)單元2-122講授、多媒體課件教學(xué)單元2-222講授、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺教學(xué)單元2-32222案例式教學(xué)、多媒體課件、翻轉(zhuǎn)課堂、作業(yè)教學(xué)單元2-42222案例式教學(xué)、多媒體課件教學(xué)單元3-122講授、多媒體課件教學(xué)單元3-2422312案例式教學(xué)、多媒體課件、作業(yè)、上機教學(xué)單元42211講授、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺教學(xué)單元5-122講授、多媒體課件教學(xué)單元5-222案例式教學(xué)、多媒體課件教學(xué)單元5-342211案例式教學(xué)、多媒體課件、上機、作業(yè)教學(xué)單元6-122案例式教學(xué)、多媒體課件教學(xué)單元6-242222講授、多媒體

15、課件、模擬實驗、實踐平臺教學(xué)單元7-122講授、多媒體課件教學(xué)單元7-242222案例式教學(xué)、多媒體課件、模擬實驗實踐平臺、作業(yè)教學(xué)單元8-122案例式教學(xué)、多媒體課件教學(xué)單元8-244案例式教學(xué)、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺教學(xué)單元8-342233案例式教學(xué)、多媒體課件、模擬實驗實踐平臺、作業(yè)學(xué)時合計4838641899五、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)實驗?zāi)康模耗軕?yīng)用控制工程基礎(chǔ)知識，建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，使用現(xiàn)代工具（MATALAB軟件）對系統(tǒng)的性能指標進行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性；能夠與團隊其他成員進行有效合作，針機電控制系統(tǒng)中的復(fù)雜工程問題，設(shè)計綜合實驗方案，并根據(jù)個人的角色自行完成實驗過程，

16、獲得實驗數(shù)據(jù)并對其進行正確處理、分析與綜合，得出對應(yīng)的結(jié)論，具有分析和解決復(fù)雜機械工程問題的能力。上機及模擬實驗內(nèi)容與要求見下表：（建議10學(xué)時）序號實驗項目名稱實驗?zāi)康闹饕獌?nèi)容實驗學(xué)時實驗類型開出要求支撐課程目標1MATLAB基本使用方法應(yīng)用MATLAB處理控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型1、用MATLAB展開部分分式；2、利用MATLAB求多項式乘法；3、控制系統(tǒng)三種基本連接方式的MATLAB應(yīng)用2驗證必做42MATLAB/SIMULINK 建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法。建立實際物理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析，體會二階系統(tǒng)在階躍信號作用下其響應(yīng)的過渡過程以及參數(shù)對過渡過程的影響。雷達天線速度位置控制

17、系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析。 2設(shè)計必做43溫度控制箱仿真實驗了解溫度控制系統(tǒng)工作原理，控制系統(tǒng)方塊圖繪制方法，MATLAB/SIMULINK仿真方法，研究PID控制器對系統(tǒng)穩(wěn)定性及過渡過程的影響規(guī)律。1、根據(jù)溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及工作原理，繪制溫度控制系統(tǒng)方塊圖。2、建立溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)方框圖；3、運用MATLAB仿真模擬溫度控制的時域響應(yīng)（階躍響應(yīng)和斜坡響應(yīng)）（MATLAB/SIMULINK）4、分析BODE圖和Nyquist圖，判定系統(tǒng)穩(wěn)定性；5、對溫度控制系統(tǒng)進行PID控制，分析P、I、D對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的的作用規(guī)律。3綜合必做34直流電機伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)速實驗通過實驗了解直流電機伺服系統(tǒng)，掌握直

18、流電機系統(tǒng)的方塊圖，傳遞函數(shù)，熟練運用MATLAB/SIMULINK仿真進行時域響應(yīng)分析，熟練應(yīng)用MATLAB繪制Bode圖和Nyquist圖，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及穩(wěn)定裕量；熟悉直流電機的轉(zhuǎn)速及位置矯正控制。1、通過簡化模型建立微分方程；2、通過拉氏變換建立傳遞函數(shù)、繪制傳遞函數(shù)方塊圖；3、建立直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)MATLAB/SIMULINK模型，給定不同輸入信號分析系統(tǒng)時域響應(yīng)；4、畫出Bode圖和Nyquist圖，判定系統(tǒng)穩(wěn)定性；5、對直流電機調(diào)速系統(tǒng)進行校正分析，理解校正參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響規(guī)律。3綜合必做3六、成績構(gòu)成和評價方法（一）考核方式說明1.以試卷、作業(yè)（翻轉(zhuǎn)課堂）及課外訓(xùn)練、

19、上機及課內(nèi)模擬實驗等形式考核。2.采用閉卷考試，試卷成績占總成績50%，平時成績占總成績50%：其中上機操作占10%，作業(yè)及課外訓(xùn)練占20%，模擬實驗（含報告）占20%。（二）考核權(quán)重分配 考核方式及權(quán)重教學(xué)內(nèi)容考試作業(yè)及課外訓(xùn)練上機操作模擬實驗備注50%10%10%10%20%教學(xué)單元1教學(xué)單元2教學(xué)單元3教學(xué)單元4教學(xué)單元5教學(xué)單元6教學(xué)單元7教學(xué)單元8七、成績評價標準1.平時成績評價標準（1）作業(yè)及課外訓(xùn)練成績評價標準基本要求評價標準完成情況得分目標1：掌握經(jīng)典控制理論基本知識，能夠分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，掌握建立自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法，具有在不考慮非技術(shù)因素影響的前提下，能綜

20、合運用數(shù)學(xué)、力學(xué)和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，并建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的能力。畢業(yè)要求指標點1-2能準確運用經(jīng)典控制理論基本知識分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，綜合運用數(shù)學(xué)、物理和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟完整，結(jié)果正確；準時上交；作業(yè)整潔、書寫工整。90100能準確運用經(jīng)典控制理論基本知識分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，綜合運用數(shù)學(xué)、物理和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，較準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟完整，結(jié)果正確；準時上交；作業(yè)有涂改、書寫較工整。8089能基本準確地運用經(jīng)典控制理論基本知識分析控制系統(tǒng)的組成及

21、工作原理，綜合運用數(shù)學(xué)、物理和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，較準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟較完整，個別有誤；按時上交、作業(yè)有涂改、書寫較一般。7079能基本準確地運用經(jīng)典控制理論基本知識分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，綜合運用數(shù)學(xué)、物理和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，較準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟較完整，結(jié)果不正確；按時上交、作業(yè)有涂改、書寫潦草。6069所表述的概念錯誤較多；建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不正確；未準時上交、書寫潦草。059目標2：掌握反饋控制原理，對于實際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時域及頻域分析方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性、準確性的判別方法，并能根據(jù)

22、系統(tǒng)要求采用正確方法進行校正。能夠通過分析結(jié)果獲得合理有效的結(jié)論，具有分析和解決復(fù)雜機械工程問題的能力。畢業(yè)要求指標點2-3正確分析系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)，熟練掌握二階系統(tǒng)在階躍信號作用下其響應(yīng)的過渡過程以及參數(shù)對過渡過程的影響。準確建立實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，正確使用控制工程中的時域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進行準確分析；正確判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性、計算系統(tǒng)誤差；正確使用校正方法使系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。計算步驟完整，結(jié)論正確；準時上交；作業(yè)整潔、書寫工整。90100能夠正確分析系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)，正確掌握二階系統(tǒng)在階躍信號作用下其響應(yīng)的過渡過程以及參數(shù)對過渡過程的影響。準確建立實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，正確使用控制工程中的時域

23、或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計算系統(tǒng)誤差；使用校正方法使系統(tǒng)基本滿足設(shè)計要求。計算步驟完整，結(jié)論正確；準時上交；作業(yè)有涂改、書寫較工整。8089能夠基本正確分析系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)，基本正確掌握二階系統(tǒng)在階躍信號作用下其響應(yīng)的過渡過程以及參數(shù)對過渡過程的影響。正確建立實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，幾根正確正確使用控制工程中的時域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計算系統(tǒng)誤差；能夠使用校正方法使系統(tǒng)基本滿足設(shè)計要求。計算步驟較完整，個別有誤；按時上交、作業(yè)有涂改、書寫較一般。7079分析系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)，掌握二階系統(tǒng)在階躍信號作用下其響應(yīng)的過渡過程以及參數(shù)對

24、過渡過程的方法?；菊_正確建立實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，基本正確使用控制工程中的時域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計算系統(tǒng)誤差；幾根正確的使用校正方法使系統(tǒng)基本滿足設(shè)計要求。計算步驟較完整，結(jié)果不正確；按時上交、作業(yè)有涂改、書寫潦草。6069所表述的概念錯誤較多；建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及分析方法不正確；未準時上交、書寫潦草。059上機及實驗成績評價標準基本要求評價標準完成情況得分目標3：掌握自動控制系統(tǒng)綜合與校正的基本原理和方法，能夠通過實驗結(jié)果針對機械工程領(lǐng)域的實際需求，設(shè)計合理的校正方案。畢業(yè)要求指標點4-4掌握控制系統(tǒng)實驗方法，實驗步驟正確，獲取的實驗數(shù)據(jù)準確

25、、有效。掌握實驗數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線繪制正確。準確使用時域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性及誤差等性能指標進行分析，結(jié)論準確有效。能夠正確使用校正方法對系統(tǒng)進行校正，所運用的原理準確、校正方案設(shè)計正確。90100掌握控制系統(tǒng)實驗方法，實驗步驟正確，獲取的實驗數(shù)據(jù)基本準確。掌握實驗數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線繪制基本正確。正確使用時域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標進行分析，結(jié)論正確。能夠正確使用校正方法對系統(tǒng)進行校正，所運用的原理整確、校正方案設(shè)計基本正確。8089基本掌握控制系統(tǒng)實驗方法，實驗步驟基本正確，獲取的實驗數(shù)據(jù)基本準確。掌握實驗數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線

26、繪制基本正確。正確使用時域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標進行分析，結(jié)論基本正確。能夠正確使用校正方法對系統(tǒng)進行校正，所運用的原理整確、校正方案設(shè)計基本正確。7079基本掌握控制系統(tǒng)實驗方法，實驗步驟基本正確。掌握實驗數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線繪制基本正確。使用時域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標進行分析過程基本正確，結(jié)論基本正確。能夠使用校正方法對系統(tǒng)進行校正，所運用的原理整確、校正方案設(shè)計基本正確。6069未掌握控制系統(tǒng)實驗方法，實驗步驟錯誤。未掌握實驗數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線繪制錯誤。使用時域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標進行分析過程不正確。對系

27、統(tǒng)進行校正，使用的校正方法錯誤。059課程目標4：運用現(xiàn)代工具（MATLAB軟件）對機械自動化系統(tǒng)的性能指標進行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性。畢業(yè)要求指標點5-3熟悉MATLAB/SIMULINK基本使用方法，正確應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分析并得出合理有效的結(jié)論。所運用的原理準確、校正方案設(shè)計正確，仿真圖形或曲線趨勢合理，指標符合設(shè)計要求，報告書寫思路清晰，結(jié)果正確。90100熟悉MATLAB/SIMULINK基本使用方法，正確應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分

28、析并得出合理有效的結(jié)論。所運用的原理準確、實驗方案設(shè)計及圖形繪制正確，仿真曲線趨勢合理，指標符合設(shè)計要求，報告書寫思路比較清晰，結(jié)果正確。8089掌握MATLAB基本使用方法，能夠應(yīng)用MATLAB處理控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；步驟基本完整、結(jié)果正確、準時提交。應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分析并得出合理有效的結(jié)論。并得出合理的結(jié)論。所運用的原理準確、實驗方案設(shè)計思路比較清楚，圖形繪制及仿真曲線趨勢合理，指標基本符合設(shè)計要求，報告書寫思路比較清晰，個別仿真圖形標注比較齊全。7079掌握MATLAB基本使用方法，應(yīng)用MATLAB處理控制系統(tǒng)數(shù)

29、學(xué)模型；步驟基本正確、按時提交。應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分析結(jié)論基本正確。所運用的原理基本準確，能夠提出一種設(shè)計方案，圖形或曲線與預(yù)期有一定的差距，報告書寫思路不夠清晰，個別仿真圖形標注不齊全。6069未掌握MATLAB基本使用方法，應(yīng)用MATLAB處理控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型結(jié)果不正確；步驟不完整。應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分析不正確，未得出有效結(jié)果。所運用的原理不準確、校正方案不合理，仿真圖形或曲線趨勢不正確，指標不符合設(shè)計要求。設(shè)計方案不夠合理，圖形或曲線與預(yù)

30、期差距很大，報告書寫格式混亂。0592.期末考試評價與評分標準期末考試試卷的評分標準和評價標準的制定見下表，其中評價標準決定評分標準，依據(jù)評價標準制定的詳細評分標準見考試試卷“標準答案及評分標準”?；疽笤u價標準知識掌握情況得分目標1：掌握經(jīng)典控制理論基本知識，能夠分析控制系統(tǒng)的組成及工作原理，掌握建立自動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法，在不考慮非技術(shù)因素影響的前提下，能綜合運用數(shù)學(xué)、力學(xué)和電工電子學(xué)等理論知識分析和描述復(fù)雜工程問題，并建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的能力。畢業(yè)要求指標點1-2對所學(xué)的控制工程概念、基本理論、方法和基本知識認知清晰，理解正確，準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟完整，結(jié)果正確。9

31、0100對所學(xué)的控制工程概念、基本理論、方法和基本知識認知比較清晰，理解正確，準確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計算步驟基本完整，結(jié)果正確。8990對所學(xué)的控制工程概念、基本理論、方法和基本知識比較清晰，理解基本正確，建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基本正確；計算步驟基本完整，結(jié)果基本正確。7079對所學(xué)的控制工程概念、基本理論、方法和基本知識認知基本清晰，理解基本正確，建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基本正確；計算步驟不完整，結(jié)果有誤。6069不能正確理解和記憶所學(xué)控制工程基本知識，建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不正確；計算步驟不完整，結(jié)果有誤。059目標2：掌握反饋控制原理，對于實際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時域及頻域分析方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性、準確性的判別方法，并能根據(jù)系統(tǒng)要求采用正確方法進行校正。能夠通過分析結(jié)果獲得合理有效的結(jié)論，具有分析和解決復(fù)雜機械工程問題的能力。畢業(yè)要求指標點2-3在準確建立實際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型后，采用控制工程中的時域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進行分析；通過系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性及誤差分析進行系統(tǒng)的綜合校正。計算步驟完整，結(jié)論正確；準時上交；作業(yè)整潔、書寫工整。90