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《自动控制原理》教学大纲 一、课程名称：自动控制原理（Autocontrol theory) 二、课程编号：07ZX084105 三、类别（必修或选修）： 必修 四、 总学时： 理论学时100；实验学时10 五、总学分： 5.5　 六、开课学期： 5学期、6学期 七、适用专业： 自动化 八、先修课程： 高数、复变函数、积分变换、线性代数、 电路理论、模拟技术、电机拖动 　　一、课程简介：《自动控制原理》一课将阐述自动控制的基本理论与应用。深入浅出地介绍了自动控制基本概念，控制系统在时域和复域中的数学模型及其结构图和信号流图，比较全面地阐述了线性控制系统的分析法、根轨迹法以及校正和设计等方法。对线性离散系统的基础理论、数学模型、稳定性及稳态误差、动态性能分析以及数字校正等问题也进行了比较详细的讨论。在非线性控制系统分析方面，给出了相平面和描述函数两种常用的分析方法。在现代控制理论方面，介绍了线性状态空间分析方法。并引入了MATLAB应用技术。 　　二、本课程的目的和任务： 任务：通过本课程的学习，使本专业的学生能掌握如下知识 　　目的：自动控制原理(Autocontrol theory) 是自动化专业的一门基础理论课，通过本课程的学习，使本专业的学生能系统的建立有关自动控制的基本概念以及各种分析、计算方法，为后续专业课的学习打基础。 1、统地了解自动控制系统的基本概念和原理 2、控制系统数学模型、结构图和信号流图 3、线性控制系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法以及 控制系统校正和设计等方法 4、线性离散系统的基础理论、数学模型、性能分析以及系统 校正和设计方法 5、两种常用非线性控制系统分析方法：相平面分析方法和描 述函数的分析方法 6、了解线性系统的状态空间分析的基本概念 三、本课程的基本要求及授大纲： 第一章自动控制的一般概念（4学时） 　　（一）基本要求： 　　建立控制系统的基本概念、控制系统的专业名词述语以及自动控制系统的基本要求。 　　（二）课程内容： 　　1、自动控制系统概念和基本原理 　　2、自动控制系统示例 　　3、自动控制系统分类 　　4、对自动控制系统的要求 5、MATLAB介绍 第二章：控制系统的数学模型（6学时） 　　（一）基本要求： 　　学会建立控制系统的时域、复域数学模型和控制系统的结构图。 　　（二）课程内容： 　　1、控制系统的时域数学模型 　　2、控制系统的复域数学模型 　　3、控制系统的结构图与信号流图 4、使用MATLAB表示系统模型 　　第四章：线性系统的根轨迹法（8学时）　　　　 （一）基本要求：掌握根轨迹图的作图方法和根轨迹与系统性 能的关系。 （二）课程内容： 　　1、根轨迹方程 　　2、根轨迹绘制基本法则 　　3、广义根轨迹 　　4、系统性能分析 5、使用MATLAB绘制根轨迹图 　　第五章：线性系统的频域分析法（12学时） 　　（一）基本要求：掌握系统频域分析法的基本概念、分析计算 方法以及频率稳定判据。重点掌握对数频率分析方法。 　　（二）课程内容： 　　1、频率特性 　　2、典型环节和开环系统频率特性 　　3、奈氏稳定判据 　　4、稳定裕度 　　5、闭环频率特性 6、使用MATLAB分析频域系统 第六章：线性系统的校正方法（10学时） 　　（一）基本要求：了解系统校正的基本思想和几种 常用的工程校正方法。 　　（二）课程内容： 　1、常用校正装置及其特性 　2、串联校正 第七章：线性离散系统的分析与校正（12学时） （一）基本要求：掌握线性离散系统的基础理论、数学模型和 分析方法。 （二）课程内容： 　 1、基本概念 　 2、信号的采样与保持 　 3、Z变换理论 　 4、离散系统的数学模型 　 5、离散系统的稳定性与稳态误差 　 6、离散系统的动态分析 　第八章：非线性控制系统分析（10学时） 　　（一）基本要求：了解非线性控制系统分析的基本思想和非线 性控制系统的常用的二种分析方法：相平面分析方法和描述函数分 析方法。 　　（二）课程内容： 　　1、非线性系统概述 　　2、常见非线性特性及其对系统运动的影响 　　3、相平面法 　　4、描述函数法 第九章：线性系统的状空间分析与综合（14学时） （一）基本要求：了解系统状态空间的基本概念、系统结构和 分析方法重点了解系统的可控性、可观测性以及状态观测器的内容。 　 （二