自動(dòng)控制原理課程教學(xué)大綱

自動(dòng)控制原理課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：09231310課程名稱：自動(dòng)控制原理/AutomaticControlTheory學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)學(xué)分：3.0適用專業(yè)：電子信息工程開(kāi)課學(xué)期：5開(kāi)課部門：物理科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、電路原理、模擬電路等考核要求：考試使用教材及主要參考書：劉丁主編，《自動(dòng)控制理論》，機(jī)械工業(yè)出版社,2008胡壽松主編，《自動(dòng)控制原理》（第4版），國(guó)防工業(yè)出版社,2008鄒伯敏主編,《自動(dòng)控制理論》（第3版）,機(jī)械工業(yè)出版社.2009一、課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是該專業(yè)的主干必修課之一。本課程研究典控制理論的線性定常系統(tǒng)理論(自動(dòng)控制理論的基本概念與數(shù)學(xué)模型，時(shí)域分析法，根軌跡法和頻率響應(yīng)法等)，非線性控制理論基礎(chǔ)和采樣控制系統(tǒng)理論等。二、教學(xué)目的與要求通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本理論和基本方法，鍛煉和培養(yǎng)分析、綜合以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為相關(guān)后續(xù)課程奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、學(xué)時(shí)分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時(shí)1自動(dòng)控制理論的一般概念22控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型63控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法64根軌跡法65頻率法96控制系統(tǒng)的校正67非線性系統(tǒng)的分析5四、教學(xué)中應(yīng)注意的問(wèn)題1、在教學(xué)中注重基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，要講深講透，采用多媒體現(xiàn)代教學(xué)手段，以提高課時(shí)效率和增強(qiáng)課堂效果。2、教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和創(chuàng)新能力。3、教師可根據(jù)大綱內(nèi)容的要求安排部分內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)。五、教學(xué)內(nèi)容第一章自動(dòng)控制理論的一般概念1．基本內(nèi)容：第一節(jié)自動(dòng)控制發(fā)展簡(jiǎn)史與主要任務(wù)第二節(jié)自動(dòng)控制的基本方式第三節(jié)典型控制系統(tǒng)舉例第四節(jié)對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求2．教學(xué)基本要求：要求學(xué)生了解自動(dòng)控制的基本方式，自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求及發(fā)展趨勢(shì)。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)是自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解基本概念。第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1.基本內(nèi)容：第一節(jié)列寫系數(shù)微分方程式的一般方法第二節(jié)非線性數(shù)學(xué)模型的線性化第三節(jié)傳遞函數(shù)第四節(jié)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)第五節(jié)框圖和系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第六節(jié)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及等效變換第七節(jié)信號(hào)流圖及梅森公式2.教學(xué)基本要求：要求學(xué)生熟悉建立數(shù)學(xué)模型的一般方法，掌握傳遞函數(shù)，動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及等效變換。3.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)是典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及等效變換，信號(hào)流圖及梅森公式。難點(diǎn)是如何求取控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解傳遞函數(shù)，動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及等效變換。第三章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法1.基本內(nèi)容：第一節(jié)典型輸入信號(hào)與時(shí)域性能指標(biāo)第二節(jié)一階系統(tǒng)分析第三節(jié)二階系統(tǒng)分析第四節(jié)高階系統(tǒng)分析第五節(jié)穩(wěn)定性與代數(shù)判據(jù)第六節(jié)穩(wěn)態(tài)誤差分析2.教學(xué)基本要求：要求學(xué)生熟悉了解典型輸入信號(hào)與時(shí)域性能指標(biāo)，一階系統(tǒng)﹑二階系統(tǒng)分析，穩(wěn)定性與代數(shù)判據(jù)。掌握穩(wěn)態(tài)誤差分析。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)是典型輸入信號(hào)與時(shí)域性能指標(biāo)，代數(shù)判據(jù)。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解典型輸入信號(hào)與時(shí)域性能指標(biāo)，代數(shù)判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差分析。第四章根軌跡法1.基本內(nèi)容：第一節(jié)根軌跡與根軌跡方程第二節(jié)繪制根軌跡的基本法則第三節(jié)系統(tǒng)閉環(huán)零、極點(diǎn)分布與階躍響應(yīng)的關(guān)系第四節(jié)系統(tǒng)階躍響應(yīng)的根軌跡分析第五節(jié)根軌跡的一些重要特點(diǎn)第六節(jié)參數(shù)根軌跡與多回路根軌跡第七節(jié)零度根軌跡與非最小相位根軌跡2.教學(xué)基本要求：要求學(xué)生熟悉了解根軌跡與根軌跡方程，繪制根軌跡的基本法則，掌握根軌跡分析及根軌跡的一些重要特點(diǎn)。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)難點(diǎn)是繪制根軌跡的基本法則，系統(tǒng)階躍響應(yīng)的根軌跡分析。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解繪制根軌跡的基本法則及系統(tǒng)階躍響應(yīng)的根軌跡分析。第五章頻率法1.基本內(nèi)容：第一節(jié)頻率特性的概念第二節(jié)典型環(huán)節(jié)的頻率特性第三節(jié)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性圖的繪制第四節(jié)控制系統(tǒng)的頻域穩(wěn)定判據(jù)第五節(jié)穩(wěn)定裕度第六節(jié)開(kāi)環(huán)頻率特性與閉環(huán)系統(tǒng)性能的關(guān)系第七節(jié)閉環(huán)頻率特性2.教學(xué)基本要求：要求學(xué)生熟悉了解掌握頻率特性的概念，典型環(huán)節(jié)的頻率特性，頻域穩(wěn)定判據(jù)，對(duì)數(shù)頻率特性圖的繪制。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)難點(diǎn)是典型環(huán)節(jié)的頻率特性，頻域穩(wěn)定判據(jù)，對(duì)數(shù)頻率特性圖的繪制。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解典型環(huán)節(jié)的頻率特性，頻域穩(wěn)定判據(jù)。第六章控制系統(tǒng)的校正1.基本內(nèi)容：第一節(jié)引言第二節(jié)基于頻率法的串聯(lián)校正第三節(jié)基于根軌跡法的串聯(lián)校正第四節(jié)PID校正控制第五節(jié)反饋校正第六節(jié)復(fù)合校正2.教學(xué)基本要求：要求學(xué)生熟悉了解掌握頻率法的串聯(lián)校正，根軌跡法的串聯(lián)校正。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：本章重點(diǎn)難點(diǎn)是頻率法根軌跡法的串聯(lián)校正。4．教學(xué)建議：采用多媒體教學(xué)，重點(diǎn)講解串聯(lián)校正。第七章非線性系統(tǒng)的分析1.基本內(nèi)容：第一節(jié)非線性特性對(duì)系統(tǒng)的影響第二節(jié)描述函數(shù)法第三節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)的描述函數(shù)第四節(jié)用描述函數(shù)法研究非線性系統(tǒng)第五節(jié)非線