《自動(dòng)控制原理》教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE 4 自動(dòng)控制原理 課程教學(xué)大綱 一、課程的基本信息適應(yīng)對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程代碼：54E00214學(xué)時(shí)分配：56賦予學(xué)分：3.5先修課程：高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、線性代數(shù)、電路分析后續(xù)課程：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)二、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程是面向從事電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)理論性和應(yīng)用性。本課程的任務(wù)主要是研究自動(dòng)控制基礎(chǔ)理論和應(yīng)用，初步掌握控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、分析方法和設(shè)計(jì)方法，具備初步分析和設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程打下良好的理論基礎(chǔ)。三、教學(xué)目的與

2、要求設(shè)置本課程的目的，在于使學(xué)生了解“自動(dòng)控制原理”這一技術(shù)領(lǐng)域的概貌，初步建立起有關(guān)“自動(dòng)控制原理”的基本概念，掌握基本分析和設(shè)計(jì)方法，為后續(xù)課程及從事電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)等方面有關(guān)的研究工作打下基礎(chǔ)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握自動(dòng)控制原理的基本理論、基本分析與設(shè)計(jì)方法，初步具備自動(dòng)控制原理的綜合和應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的、必要的理論基礎(chǔ)。四、教學(xué)內(nèi)容與安排1、課時(shí)分配按照課程內(nèi)容，分成6個(gè)教學(xué)單元，各單元的課時(shí)安排如下表所示：序號(hào)教學(xué)單元講授習(xí)題實(shí)驗(yàn)小計(jì)1自動(dòng)控制的一般概念442控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型82103線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法822124線性系統(tǒng)的根軌跡法822125

3、線性系統(tǒng)的頻域分析法822126線性系統(tǒng)的校正方法66課時(shí)合計(jì)4286562、教學(xué)內(nèi)容第1單元自動(dòng)控制的一般概念【教學(xué)內(nèi)容】1. 自動(dòng)控制的基本原理與方式2. 自動(dòng)控制系統(tǒng)示例3. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類4. 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求5. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)工具【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：自動(dòng)控制的基本原理與方式、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求。教學(xué)難點(diǎn)：自動(dòng)控制的基本原理與方式?！净疽蟆空莆兆詣?dòng)控制的基本原理與方式；了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類；了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求。【培養(yǎng)能力】了解自動(dòng)控制的基本知識(shí)。第2單元控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型【教學(xué)內(nèi)容】1. 控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型2.

4、 控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型3. 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖4. 控制系統(tǒng)建模實(shí)例【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖。教學(xué)難點(diǎn)：控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型。【基本要求】理解控制系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)模型；理解控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型；掌握控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號(hào)流圖。【培養(yǎng)能力】掌握控制系統(tǒng)的建模能力。第3單元線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法【教學(xué)內(nèi)容】1. 系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)2. 一階系統(tǒng)的時(shí)域分析3. 二階系統(tǒng)的時(shí)域分析4. 高階系統(tǒng)的時(shí)域分析5. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析6. 線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算7. 控制系統(tǒng)時(shí)域設(shè)計(jì)【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重

5、點(diǎn)：系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)、一階和二階系統(tǒng)的時(shí)域分析、線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算?！净疽蟆苛私庀到y(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的性能指標(biāo)；掌握一階和二階系統(tǒng)的時(shí)域分析；掌握線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算?！九囵B(yǎng)能力】掌握控制系統(tǒng)的時(shí)域分析和設(shè)計(jì)能力。第4單元線性系統(tǒng)的根軌跡法【教學(xué)內(nèi)容】1. 根軌跡法的基本概念2. 根軌跡繪制的基本法則3. 廣義根軌跡4. 系統(tǒng)性能的分析5. 控制系統(tǒng)復(fù)域設(shè)計(jì)【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：根軌跡法的基本概念、根軌跡繪制的基本法則、系統(tǒng)性能的分析。教學(xué)難點(diǎn)：根軌跡繪制的基本法則?！净疽蟆苛私飧壽E法的基本概念；掌握根軌

6、跡繪制的基本法則；掌握系統(tǒng)性能的分析。【培養(yǎng)能力】掌握控制系統(tǒng)的復(fù)域分析和設(shè)計(jì)能力。第5單元 線性系統(tǒng)的頻域分析法【教學(xué)內(nèi)容】1. 頻率特性的基本概念和幾何表示法2. 典型環(huán)節(jié)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性3. 頻率域穩(wěn)定判據(jù)4. 穩(wěn)定裕度5. 閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)6. 控制系統(tǒng)頻域設(shè)計(jì)【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性、頻率域穩(wěn)定判據(jù)、穩(wěn)定裕度、閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)。教學(xué)難點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性、頻率域穩(wěn)定判據(jù)?！净疽蟆空莆盏湫铜h(huán)節(jié)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻率特性；掌握頻率域穩(wěn)定判據(jù)和穩(wěn)定裕度計(jì)算；掌握閉環(huán)系統(tǒng)的頻域性能指標(biāo)?！九囵B(yǎng)能力】掌握控制系統(tǒng)的頻域分析和設(shè)計(jì)能力。第

7、6單元 線性系統(tǒng)的校正方法【教學(xué)內(nèi)容】1. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正問(wèn)題2. 常用校正裝置及其特性3. 串聯(lián)校正4. 前饋校正5. 復(fù)合校正6. 控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)【教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：系統(tǒng)的校正方式和基本控制規(guī)律、常用校正裝置及其特性、串聯(lián)校正、前饋校正。教學(xué)難點(diǎn)：串聯(lián)校正、前饋校正?！净疽蟆苛私獬Ｓ眯Ｕb置及其特性；掌握串聯(lián)校正；掌握前饋校正?！九囵B(yǎng)能力】掌握控制系統(tǒng)的校正設(shè)計(jì)能力。五、教學(xué)設(shè)備和設(shè)施理論講授與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合的教學(xué)方法，適當(dāng)使用多媒體教學(xué)設(shè)備。六、課程考核與評(píng)估本課程根據(jù)三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核：平時(shí)成績(jī)（20%）、實(shí)驗(yàn)成績(jī)（20%）、期末考試（60%）。七、附錄1. 必備教材自動(dòng)控制原理（第6版），胡壽松主編，科學(xué)出版社，2013年。2