《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(shí)：48 講課學(xué)時(shí)：38 實(shí)踐學(xué)時(shí)：10總 學(xué) 分：3課程性質(zhì)：必修考核方式：考試適用對象：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(xiàn)：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(jī)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(biāo)控制工程基礎(chǔ)與應(yīng)用課程是高等工科院校機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)、電、液控制系統(tǒng)的特點(diǎn)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(jì)中所必須的基本知識和基本技能，具有分析和解決工程實(shí)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(jìn)系統(tǒng)性能和品質(zhì)的能力。結(jié)合課程實(shí)踐及綜合實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行機(jī)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(jìn)一步學(xué)習(xí)有

3、關(guān)專業(yè)課程和日后從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化工作，直接服務(wù)于社會(huì)奠定良好的基礎(chǔ)。培養(yǎng)誠實(shí)守信的職業(yè)素養(yǎng)以及團(tuán)隊(duì)意識和合作精神。通過本課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到如下目標(biāo)：目標(biāo)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(dòng)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(yùn)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(biāo)2：掌握反饋控制原理，對于實(shí)際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時(shí)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(jì)算方法，并能根據(jù)系統(tǒng)性能要求采用正確方法進(jìn)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(jī)械工程問題的能力。目標(biāo)3：掌握自動(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果針對機(jī)械工程領(lǐng)域的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)合理的校正方案。目標(biāo)4：運(yùn)用現(xiàn)代工具（MATLAB軟件）對機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性。 三、課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系矩陣 課程目標(biāo)畢業(yè)要求目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4指標(biāo)點(diǎn)1-2 掌握數(shù)學(xué)、力學(xué)等知識，能用于工礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中復(fù)雜機(jī)械工程問題的建模與求解。H指標(biāo)點(diǎn)2-3 能夠運(yùn)用機(jī)械工程原理、技術(shù)和方法，認(rèn)識到解決復(fù)雜機(jī)械工程問題有多種方案，能借助文獻(xiàn)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(biāo)點(diǎn)4-4

5、 能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(biāo)點(diǎn)5-3 能夠針對解決復(fù)雜機(jī)械工程問題的過程和結(jié)果，運(yùn)用現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具，進(jìn)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(shí)分配（一）教學(xué)內(nèi)容知識單元1：緒論（支撐課程目標(biāo)1）（建議 2 學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：了解控制理論的發(fā)展簡史及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用。能解釋自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)的分類；能解釋對自動(dòng)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(dòng)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(diǎn)：自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、基本構(gòu)成及自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理、分類和性能要求。難點(diǎn)：自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。知識單元2：控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型（支撐課程目標(biāo)1）（建議 8 學(xué)時(shí)）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(huì)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(shí)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(diǎn)：典型元件及系統(tǒng)時(shí)域數(shù)學(xué)模型的建立，傳遞函數(shù)的概念、特點(diǎn)及求法。難點(diǎn)：傳遞函數(shù)方框圖的繪制及化簡。知識單元3：時(shí)域瞬態(tài)響應(yīng)分析（支撐課程目標(biāo)2）（建議 6 學(xué)時(shí)）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(biāo)；能識別高階系統(tǒng)的閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容：3-1典型輸入信號。3-2一階系統(tǒng)的時(shí)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(diǎn)

8、。3-5上機(jī)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(diǎn)：欠阻尼二階系統(tǒng)的態(tài)性能指標(biāo)的計(jì)算。難點(diǎn)：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(biāo)2）（建議 2 學(xué)時(shí)）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(shí)例。重點(diǎn)：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(diǎn)：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(biāo)2）（建議8學(xué)時(shí)）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(jì)算方法及系統(tǒng)頻率特性的對數(shù)坐標(biāo)圖和極坐標(biāo)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(jìn)行分析和設(shè)計(jì)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(biāo)圖(Nyquist圖)。5-4頻率響應(yīng)的對數(shù)坐標(biāo)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(jī)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(diǎn)：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(diǎn)：頻率特性的Nyquist圖的畫法及特點(diǎn)。知識單元6：控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析（支撐課程目標(biāo)2）（建議6學(xué)時(shí)）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(jì)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(jī)系統(tǒng)頻率特性模擬實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)：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(diǎn)：系統(tǒng)相對穩(wěn)定性及相位裕量和幅值裕量的計(jì)算方法。知識單元7：控制系統(tǒng)的誤差分析和計(jì)算（支撐課程目標(biāo)2）（建議 6 學(xué)時(shí)）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(jì)算方法。理解用擾動(dòng)本身進(jìn)行補(bǔ)償及用系統(tǒng)輸入本身進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑?；掌握改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法。理解動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)的定義，掌握動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)的計(jì)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(dòng)引起的誤差。7-4改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度的方法。7-5動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)。7-6動(dòng)態(tài)誤差的工程實(shí)例計(jì)算分析。7-7恒溫控制系統(tǒng)時(shí)域特性模擬實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的基本概念及計(jì)算方法。難點(diǎn)：理解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)的定義及其計(jì)算方法。知識單元8：控制系統(tǒng)的性能校正（支撐課程目標(biāo)2）（建議 10 學(xué)時(shí)）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(jì)方法及典型期望對數(shù)頻率特性設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用串聯(lián)校正、PID校正及反饋校正等方法設(shè)計(jì)滿足需求的

13、控制系統(tǒng)，提高運(yùn)用所學(xué)知識分析、解決工程實(shí)際問題的能力，強(qiáng)調(diào)基本概念和工程背景的分析掌握以及在實(shí)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(jì)。8-5反饋校正。8-6控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)。8-7控制系統(tǒng)性能校正模擬實(shí)驗(yàn)：對直流調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行校正分析。重點(diǎn)：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(diǎn)：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(jì)。（二）學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)自主學(xué)習(xí)教與學(xué)方式、方法講授實(shí)驗(yàn)上機(jī)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(tái)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(tái)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(jī)教學(xué)單元42211講授、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)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(jī)、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(shí)驗(yàn)、實(shí)踐平臺(tái)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(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)、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(tái)教學(xué)單元8-342233案例式教學(xué)、多媒體課件、模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐平臺(tái)、作業(yè)學(xué)時(shí)合計(jì)4838641899五、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗軕?yīng)用控制工程基礎(chǔ)知識，建立實(shí)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(biāo)進(jìn)行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性；能夠與團(tuán)隊(duì)其他成員進(jìn)行有效合作，針機(jī)電控制系統(tǒng)中的復(fù)雜工程問題，設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)方案，并根據(jù)個(gè)人的角色自行完成實(shí)驗(yàn)過程，

16、獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并對其進(jìn)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(jī)械工程問題的能力。上機(jī)及模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求見下表：（建議10學(xué)時(shí)）序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕獌?nèi)容實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型開出要求支撐課程目標(biāo)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(xiàng)式乘法；3、控制系統(tǒng)三種基本連接方式的MATLAB應(yīng)用2驗(yàn)證必做42MATLAB/SIMULINK 建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的方法。建立實(shí)際物理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析，體會(huì)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(dá)天線速度位置控制

17、系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)分析。 2設(shè)計(jì)必做43溫度控制箱仿真實(shí)驗(yàn)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(yùn)用MATLAB仿真模擬溫度控制的時(shí)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(jìn)行PID控制，分析P、I、D對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的的作用規(guī)律。3綜合必做34直流電機(jī)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)了解直流電機(jī)伺服系統(tǒng)，掌握直

18、流電機(jī)系統(tǒng)的方塊圖，傳遞函數(shù)，熟練運(yùn)用MATLAB/SIMULINK仿真進(jìn)行時(shí)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(jī)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(jī)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(shí)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(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)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(jià)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(jī)及課內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)等形式考核。2.采用閉卷考試，試卷成績占總成績50%，平時(shí)成績占總成績50%：其中上機(jī)操作占10%，作業(yè)及課外訓(xùn)練占20%，模擬實(shí)驗(yàn)（含報(bào)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(jī)操作模擬實(shí)驗(yàn)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（1）作業(yè)及課外訓(xùn)練成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基本要求評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)完成情況得分目標(biāo)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(dòng)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(yùn)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(biāo)點(diǎn)1-2能準(zhǔn)確運(yùn)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(yùn)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(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟完整，結(jié)果正確；準(zhǔn)時(shí)上交；作業(yè)整潔、書寫工整。90100能準(zhǔn)確運(yùn)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(yùn)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(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟完整，結(jié)果正確；準(zhǔn)時(shí)上交；作業(yè)有涂改、書寫較工整。8089能基本準(zhǔn)確地運(yùn)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(yùn)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(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟較完整，個(gè)別有誤；按時(shí)上交、作業(yè)有涂改、書寫較一般。7079能基本準(zhǔn)確地運(yùn)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(yùn)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(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)算步驟較完整，結(jié)果不正確；按時(shí)上交、作業(yè)有涂改、書寫潦草。6069所表述的概念錯(cuò)誤較多；建立的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型不正確；未準(zhǔn)時(shí)上交、書寫潦草。059目標(biāo)2：掌握反饋控制原理，對于實(shí)際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時(shí)域及頻域分析方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)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(jìn)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(jī)械工程問題的能力。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)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(zhǔn)確建立實(shí)際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，正確使用控制工程中的時(shí)域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進(jìn)行準(zhǔn)確分析；正確判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性、計(jì)算系統(tǒng)誤差；正確使用校正方法使系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)算步驟完整，結(jié)論正確；準(zhǔn)時(shí)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(zhǔn)確建立實(shí)際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，正確使用控制工程中的時(shí)域

23、或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計(jì)算系統(tǒng)誤差；使用校正方法使系統(tǒng)基本滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)算步驟完整，結(jié)論正確；準(zhǔn)時(shí)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(shí)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(shí)域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計(jì)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(jì)要求。計(jì)算步驟較完整，個(gè)別有誤；按時(shí)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。基本正確正確建立實(shí)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(shí)域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析；基本正確判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性、計(jì)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(jì)要求。計(jì)算步驟較完整，結(jié)果不正確；按時(shí)上交、作業(yè)有涂改、書寫潦草。6069所表述的概念錯(cuò)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(zhǔn)時(shí)上交、書寫潦草。059上機(jī)及實(shí)驗(yàn)成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基本要求評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)完成情況得分目標(biāo)3：掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)綜合與校正的基本原理和方法，能夠通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果針對機(jī)械工程領(lǐng)域的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)合理的校正方案。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4-4掌握控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟正確，獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

25、、有效。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)曲線繪制正確。準(zhǔn)確使用時(shí)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(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)論準(zhǔn)確有效。能夠正確使用校正方法對系統(tǒng)進(jìn)行校正，所運(yùn)用的原理準(zhǔn)確、校正方案設(shè)計(jì)正確。90100掌握控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟正確，獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)曲線繪制基本正確。正確使用時(shí)域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)論正確。能夠正確使用校正方法對系統(tǒng)進(jìn)行校正，所運(yùn)用的原理整確、校正方案設(shè)計(jì)基本正確。8089基本掌握控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟基本正確，獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)曲線

26、繪制基本正確。正確使用時(shí)域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標(biāo)進(jìn)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(jìn)行校正，所運(yùn)用的原理整確、校正方案設(shè)計(jì)基本正確。7079基本掌握控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟基本正確。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)曲線繪制基本正確。使用時(shí)域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標(biāo)進(jìn)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(jìn)行校正，所運(yùn)用的原理整確、校正方案設(shè)計(jì)基本正確。6069未掌握控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)步驟錯(cuò)誤。未掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理方法，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)曲線繪制錯(cuò)誤。使用時(shí)域或頻域分析方法對系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差等性能指標(biāo)進(jìn)行分析過程不正確。對系

27、統(tǒng)進(jìn)行校正，使用的校正方法錯(cuò)誤。059課程目標(biāo)4：運(yùn)用現(xiàn)代工具（MATLAB軟件）對機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行模擬和預(yù)測，并能夠分析其局限性。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)5-3熟悉MATLAB/SIMULINK基本使用方法，正確應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)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(yùn)用的原理準(zhǔn)確、校正方案設(shè)計(jì)正確，仿真圖形或曲線趨勢合理，指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，報(bào)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(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)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(yùn)用的原理準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及圖形繪制正確，仿真曲線趨勢合理，指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，報(bào)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(zhǔn)時(shí)提交。應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)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(yùn)用的原理準(zhǔn)確、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)思路比較清楚，圖形繪制及仿真曲線趨勢合理，指標(biāo)基本符合設(shè)計(jì)要求，報(bào)告書寫思路比較清晰，個(gè)別仿真圖形標(biāo)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(shí)提交。應(yīng)用MATLAB/SIMULINK 建立實(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻率特性分析結(jié)論基本正確。所運(yùn)用的原理基本準(zhǔn)確，能夠提出一種設(shè)計(jì)方案，圖形或曲線與預(yù)期有一定的差距，報(bào)告書寫思路不夠清晰，個(gè)別仿真圖形標(biāo)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(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)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(yùn)用的原理不準(zhǔn)確、校正方案不合理，仿真圖形或曲線趨勢不正確，指標(biāo)不符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)方案不夠合理，圖形或曲線與預(yù)

30、期差距很大，報(bào)告書寫格式混亂。0592.期末考試評價(jià)與評分標(biāo)準(zhǔn)期末考試試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定見下表，其中評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)決定評分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定的詳細(xì)評分標(biāo)準(zhǔn)見考試試卷“標(biāo)準(zhǔn)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)”。基本要求評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)知識掌握情況得分目標(biāo)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(dòng)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(yùn)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(biāo)點(diǎn)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(rèn)知清晰，理解正確，準(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)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(rèn)知比較清晰，理解正確，準(zhǔn)確建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；計(jì)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(jì)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(rèn)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(jì)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(jì)算步驟不完整，結(jié)果有誤。059目標(biāo)2：掌握反饋控制原理，對于實(shí)際控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)時(shí)域及頻域分析方法，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性的判別方法，并能根據(jù)系統(tǒng)要求采用正確方法進(jìn)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(jī)械工程問題的能力。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2-3在準(zhǔn)確建立實(shí)際控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型后，采用控制工程中的時(shí)域或頻域分析法對系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析；通過系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性及誤差分析進(jìn)行系統(tǒng)的綜合校正。計(jì)算步驟完整，結(jié)論正確；準(zhǔn)時(shí)上交；作業(yè)整潔、書寫工整。90