《自動控制原理》教學(xué)大綱

自動控制原理課程編碼：課程英文譯名：AutomaticControlPrinciples課程類別：學(xué)科基礎(chǔ)課開課對象：自動化、電氣工程及其自動化、計(jì)算機(jī)自動化一體化雙專業(yè)開課學(xué)期：5；學(xué)分：5學(xué)分；總學(xué)時(shí)：80學(xué)時(shí)；理論課學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：16學(xué)時(shí)；上機(jī)學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)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)教材：自動控制原理，王萬良，高等教育出版社，2008.6，第1版（普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材、普通高等教育國家級精品教材）一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《自動控制原理》是自動化、電氣工程及其自動化、計(jì)算機(jī)自動化一體化雙專業(yè)等專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的任務(wù)是介紹各個領(lǐng)域中自動控制的一般原理，使學(xué)生掌握自動控制的基本思想和基本方法。二、課程的基本要求課堂教學(xué)著重講授基本理論與方法等自動控制原理的核心內(nèi)容，學(xué)生自學(xué)主要了解本學(xué)科的比較深入的內(nèi)容，通過上機(jī)掌握自動控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握自動控制的基本概念、基本理論及其應(yīng)用方法，并為其它后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。三、課程的基本內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第1章自動控制的基本概念（3學(xué)時(shí)）1.1自動控制系統(tǒng)1.2自動控制系統(tǒng)的類型1.3對控制系統(tǒng)性能的基本要求1.4本書內(nèi)容的安排第2章連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（8學(xué)時(shí)）2.1系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念2.2微分方程描述2.3傳遞函數(shù)2.4結(jié)構(gòu)圖2.5信號流圖*2.6系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB表示第3章時(shí)域分析法（13學(xué)時(shí)）3.1穩(wěn)定性分析（2）3.2暫態(tài)性能分析（5）3.3穩(wěn)態(tài)性能分析（4）習(xí)題（2）3.4MATLAB輔助分析控制系統(tǒng)時(shí)域性能第4章根軌跡（4學(xué)時(shí)）*4.1根軌跡的基本概念4.2（常義）根軌跡的繪制4.3廣義根軌跡的繪制4.4控制系統(tǒng)的根軌跡分析法4.5用MATLAB繪制根軌跡第5章頻率法（10學(xué)時(shí)）5.1頻率特性5.2典型環(huán)節(jié)頻率特性的伯德圖5.3控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的伯德圖5.4由伯德圖確定系統(tǒng)的頻率特性5.5奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.6控制系統(tǒng)相對穩(wěn)定性分析5.7MATLAB在頻率法中的應(yīng)用第6章線性系統(tǒng)的校正方法（5學(xué)時(shí)）6.1控制系統(tǒng)綜合校正的概念6.2超前校正6.3滯后校正6.4滯后—超前校正6.5串聯(lián)校正的綜合法6.6Simulink在控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用第7章離散系統(tǒng)控制理論（14學(xué)時(shí)）7.1信號的采樣與保持7.2差分方程7.3Z變換7.4Z傳遞函數(shù)7.5線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析7.6線性離散系統(tǒng)的暫態(tài)性能分析7.7線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析7.8線性離散系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法*7.9MATLAB在離散系統(tǒng)分析中的應(yīng)用第8章非線性控制系統(tǒng)分析（7學(xué)時(shí)）8.1典型非線性特性8.2描述函數(shù)法8.3相平面法*8.4MATLAB在非線性系統(tǒng)分析中的應(yīng)用加*的內(nèi)容為選講內(nèi)容。四、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)安排序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)類型每組人數(shù)基本教學(xué)要求1系統(tǒng)認(rèn)識及典型環(huán)節(jié)的模擬研究4驗(yàn)證操作1掌握TDNAC/ACS教學(xué)系統(tǒng)模擬電路的使用，掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路構(gòu)成方法。2．熟悉各種典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線，了解參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性的影響。2典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)及性能改善4綜合1學(xué)習(xí)瞬態(tài)指標(biāo)的測試技能。掌握參數(shù)對系統(tǒng)瞬態(tài)性能及對穩(wěn)定性的影響。了解和觀測校正裝置對系統(tǒng)穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)的影響。3控制系統(tǒng)的頻率特性4綜合1學(xué)習(xí)測量系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）頻率特性曲線的方法和技能。2．學(xué)習(xí)根據(jù)頻率特性的實(shí)驗(yàn)曲線求取傳遞函數(shù)的方