《控制工程基礎(chǔ)2》課程教學(xué)大綱

《控制工程基礎(chǔ)2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱控制工程基礎(chǔ)ControlEngineeringFoundation課程編碼MEE121721020開課院部機電工程學(xué)院課程團隊（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時34講授30實驗4上機0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)車輛工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、電工電子學(xué)、理論力學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程簡介（限選）本課程是車輛工程專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，是滿足車輛工程技術(shù)的需要、主要針對機械對象的控制以及主要基于經(jīng)典控制理論形成的課程。課程講授如下內(nèi)容：控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析、控制系統(tǒng)的頻域響應(yīng)分析、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、控制系統(tǒng)的誤差分析、控制系統(tǒng)的綜合與校正等。通過本課程的學(xué)習，能夠使學(xué)生掌握經(jīng)典控制理論的原理和方法，初步具有進行控制系統(tǒng)分析的能力，為將來解決車輛工程中的實際控制問題打下基礎(chǔ)。ThiscourseisacompulsorytechnicalBasicCourseforvehicleengineeringmajor.Itisacoursethatmeetstheneedsofvehicleengineeringtechnology,mainlyaimsatthecontrolofmechanicalobjectsandismainlyformedbasedonclassicalcontroltheory.Thecourseteachesthefollowingcontents:themathematicalmodelofthecontrolsystem,thetimedomainresponseanalysisofthecontrolsystem,thefrequencydomainresponseanalysisofthecontrolsystem,thestabilityanalysisofthecontrolsystem,theerroranalysisofthecontrolsystem,synthesisandcorrectionofcontrolsystem,etc.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmastertheprinciplesandmethodsofclassicalcontroltheory,andinitiallyhavetheabilitytocarryoutcontrolsystemanalysis,layingafoundationforsolvingpracticalcontrolproblemsinvehicleengineeringinthefuture.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：能理解和掌握機電裝備控制的基本知識及控制系統(tǒng)的應(yīng)用是2.22M2目標2：能建立機電控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是2.23M3目標3：能對機電控制系統(tǒng)進行分析是2.24M4目標4：能對機電控制系統(tǒng)進行綜合與校正的設(shè)計是2.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章緒論控制系統(tǒng)的基本工作原理，自動控制系統(tǒng)的分類，機械控制工程的對象與方法，控制理論發(fā)展簡史，控制理論在機械工程中的應(yīng)用M12講授2自學(xué)2第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模本章重點難點：控制系統(tǒng)微分方程；拉氏變換及反變換；控制系統(tǒng)方塊圖。2.1系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，拉氏變換及其反變換，用拉氏變換求解常微分方程2.2傳遞函數(shù)，典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)2.3系統(tǒng)的方框圖，方框圖聯(lián)接與簡化，繪制實際物理系統(tǒng)的方框圖M28講授8自學(xué)、作業(yè)3第3章控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)本章重點難點：二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)；極點分布與系統(tǒng)時域響應(yīng)的關(guān)系；輸入與干擾共同作用下穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算；靜態(tài)誤差系數(shù)與靜態(tài)誤差；3.1時域響應(yīng)及典型的輸入信號，一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)3.2二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，二階欠阻尼單位階躍響應(yīng)的性能指標3.3輸入與干擾共同作用下穩(wěn)態(tài)誤差分析與計算，靜態(tài)誤差系數(shù)M38講授、討論8作業(yè)，自學(xué)4第4章控制系統(tǒng)的頻域分析本章重點難點：乃氏圖與伯德圖的繪制；由頻率特性曲線構(gòu)造系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法。4.1頻率特性的基本概念，典型環(huán)節(jié)的頻率特性4.2頻率響應(yīng)的極坐標圖，頻率響應(yīng)的對數(shù)坐標圖，閉環(huán)控制系統(tǒng)的頻率特性M35講授6作業(yè)自學(xué)5第5章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析本章重點難點：代數(shù)判據(jù)與幾何判據(jù)；幅值裕量與相位裕量的計算方法。5.1系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的概念，系統(tǒng)穩(wěn)定的條件，代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)5.2控制系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性M34講授5作業(yè)、自學(xué)6第6章控制系統(tǒng)的綜合與校正本章重點難點：控制系統(tǒng)綜合與校正方法。6.1系統(tǒng)的性能指標，系統(tǒng)的校正概述，串聯(lián)校正，反饋校正，6.2PID控制規(guī)律，PID控制規(guī)律的實現(xiàn)6.3頻率法進行控制系統(tǒng)的設(shè)計與校正M43講授3自學(xué)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時表現(xiàn)隨機點名、提問、刷卡點名、課堂表現(xiàn)等。10%2作業(yè)根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、書寫是否認真、是否獨立完成評分。30%3實驗根據(jù)實驗完成情況評分10%4期末考試成績采用百分制，卷面成績總分100分50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時表現(xiàn)10%（見試卷評分標準）2M1作業(yè)30%A-按時提交作業(yè)，基本知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，基本知識點理解存在少量錯誤。3M1實驗10%A-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析符合規(guī)范，結(jié)論無誤。B-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析基本規(guī)范，結(jié)論基本正確。C-數(shù)據(jù)分析過程存在問題。D-發(fā)生安全事故4M1期末考試50%（見試卷評分標準）5M2平時表現(xiàn)10%（見試卷評分標準）6M2作業(yè)30%A-按時提交作業(yè)，知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，知識點理解存在少量錯誤。7M2實驗10%A-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析符合規(guī)范，結(jié)論無誤。B-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析基本規(guī)范，結(jié)論基本正確。C-數(shù)據(jù)分析過程存在問題。D-發(fā)生安全事故8M2期末考試50%（見試卷評分標準）9M3平時表現(xiàn)10%（見試卷評分標準）10M3作業(yè)30%A-按時提交作業(yè)，知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，知識點理解存在少量錯誤。11M3實驗10%A-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析符合規(guī)范，結(jié)論無誤。B-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析基本規(guī)范，結(jié)論基本正確。C-數(shù)據(jù)分析過程存在問題。D-發(fā)生安全事故12M3期末考試50%（見試卷評分標準）13M4平時表現(xiàn)10%（見試卷評分標準）14M4作業(yè)30%A-按時提交作業(yè)，知識點理解無誤。B-按時提交作業(yè)，知識點理解存在少量錯誤。15M4實驗10%A-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析符合規(guī)范，結(jié)論無誤。B-按時提交實驗報告，數(shù)據(jù)分析基本規(guī)范，結(jié)論基本正確。C-數(shù)據(jù)分析過程存在問題。D-發(fā)生安全事故16M4期末考試50%（見試卷評分標準）評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細1圖書|控制工程基礎(chǔ)(第4版),董景新,清華大學(xué)出版社,2015-03-01,ISBN:9787302387718.（*主教材）2圖