《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

第頁《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程編號：13180125英文名稱：BasisofEngineeringControl學(xué)分：2學(xué)時：總學(xué)時32學(xué)時，其中理論32學(xué)時先修課程：復(fù)變函數(shù)與積分變換課程類別：專業(yè)課程授課對象：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《控制工程基礎(chǔ)》是一門研究以反饋理論為基礎(chǔ)的自動控制共同規(guī)律的技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)讓學(xué)生獲得控制理論的基礎(chǔ)知識，掌握自動控制系統(tǒng)的基本分析和校正方法。能將所學(xué)的知識運(yùn)用到機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制等復(fù)雜工程問題中，并能選擇與使用機(jī)械工程環(huán)境中的現(xiàn)代控制設(shè)備與技術(shù)。課程目標(biāo)1：學(xué)習(xí)自動控制的基本原理和概念。了解線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)態(tài)誤差的概念；理解系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)、系統(tǒng)性能指標(biāo)與控制系統(tǒng)的校正（設(shè)計(jì)），并能將所學(xué)的知識運(yùn)用到機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制等復(fù)雜工程問題中去。課程目標(biāo)2：初步具備對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的基本能力，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和參加控制工程實(shí)踐提供必要的理論基礎(chǔ)。能依據(jù)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識選擇與使用機(jī)械工程環(huán)境中的現(xiàn)代控制設(shè)備與技術(shù)。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)4-3：能夠運(yùn)用機(jī)械工程原理和方法，通過數(shù)據(jù)分析和信息綜合，研究機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造等復(fù)雜工程問題，得到有效的結(jié)論。課程目標(biāo)10.6課程目標(biāo)20.4指標(biāo)點(diǎn)5-2：能夠開發(fā)、選擇與使用機(jī)械工程環(huán)境中的現(xiàn)代設(shè)備與技術(shù)。課程目標(biāo)10.4課程目標(biāo)20.6三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1控制系統(tǒng)的基本概念：自動控制的任務(wù)；自動控制的基本方式；對控制系統(tǒng)的性能要求。了解控制系統(tǒng)的工作原理、組成及其分類，理解對控制系統(tǒng)的基本要求，了解控制工程的發(fā)展概況。2講授式啟發(fā)式課程目標(biāo)12控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：控制系統(tǒng)微分方程的建立；傳遞函數(shù)；動態(tài)結(jié)構(gòu)圖；典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。了解建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一般步驟；能求取典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；掌握控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，其中包括開環(huán)傳函、閉環(huán)傳函、誤差傳函的定義和求取方法。8講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23時域分析法：時域分析基礎(chǔ)；一、二階系統(tǒng)分析與計(jì)算；系統(tǒng)穩(wěn)定性分析；穩(wěn)態(tài)誤差分析及計(jì)算。理解一階、二階系統(tǒng)在典型輸入信號作用下的時域響應(yīng)和時域性能指標(biāo)；掌握系統(tǒng)穩(wěn)定的概念和分析、判別系統(tǒng)穩(wěn)定的方法；掌握系統(tǒng)誤差的概念和計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差的方法。8講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24頻域分析法：頻率特性；典型環(huán)節(jié)的頻率特性；系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性；系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性與階躍響應(yīng)的關(guān)系；開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)階躍響應(yīng)的關(guān)系。理解頻率特性的基本概念；能繪制典型環(huán)節(jié)和控制系統(tǒng)的頻率特性圖；能運(yùn)用頻域分析法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性；了解頻域與時域性能指標(biāo)之間關(guān)系；能用系統(tǒng)開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能。8講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25控制系統(tǒng)的校正：系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；串聯(lián)校正；串聯(lián)校正的理論設(shè)計(jì)方法；反饋校正；復(fù)合校正。了解超前、滯后及滯后—超前校正網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、頻率特性及其作用；掌握頻率法設(shè)計(jì)和校正系統(tǒng)；了解并聯(lián)校正和復(fù)合校正。6講授式練習(xí)式課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)32四、課程教學(xué)方法采用集中講授、一對一交流、練習(xí)等教學(xué)方式。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核考核依據(jù)建議分值考核/評價細(xì)則對應(yīng)課程目標(biāo)平時成績40作業(yè)30“完成很好”為30分，“完成較好”為24分，“基本完成”為18分，“完成很差或不完成作業(yè)”<18分。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課堂表現(xiàn)10課堂表現(xiàn)包括課堂提問，課堂討論等，“課堂表現(xiàn)優(yōu)秀”為10分，“課堂表現(xiàn)良好”為10分，“課堂表現(xiàn)一般”為8分，“課堂表現(xiàn)差”<6分。課程目標(biāo)1期末考試60考試類型：閉卷；考試分制：百分制；

考試題型：命題方式由該任課老師確定；考試時間：由教學(xué)管理部門統(tǒng)一安排；5、評價標(biāo)準(zhǔn)：由命題教師提供。課程目標(biāo)1、2六、達(dá)成度評價（一）教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度教學(xué)目標(biāo)i的達(dá)成度=(期末相關(guān)試題得分×期末考試占比+平時成績得分×平時成績占比)/(期末相關(guān)試題總分×期末考試占比+平時成績總分×平時成績占比)（二）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度=∑相關(guān)教學(xué)目標(biāo)×權(quán)重七、教材與參考書（一）推薦教材1．《自動控制原理基礎(chǔ)教程（第四版）》，胡壽松主編，科學(xué)出版社，2017年1月版；（二）參考資料1．《自動控制原理》，程鵬主編，高等教育出版社，2010年4月版2．《自動控制原理》，宋曉