《自动控制原理》教学大纲.docxVIP

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PAGE 4 《自动控制原理》课程教学大纲 课程名称(中文):自动控制原理 课程名称(英文):Principles of Automatic Control 课程类别:□通识必修课□通识选修课□专业必修课?专业方向课 □专业拓展课□实践性环节 课程性质*:?学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性 课程代码:2130030 周学时:3 总学时:48 学分:3 先修课程:高等数学、工程数学、电路分析基础、电子技术、信号与系统 授课对象:电子信息工程专业 三、课程简介 本课程是电子信息工程专业一门重要的理论基础课程,也是该专业的限定选修课之一。本课程的学习内容主要是控制系统的经典分析方法,控制系统设计的基础知识。主要包括控制系统的稳定性、稳态特性和动态特性的分析,以及控制系统的设计与校正。 四、课程目标 通过对本课程的学习,使学生了解并掌握自动控制系统分析和应用的基本理论和基本方法,包括自动控制系统数学模型的建立、时域分析方法、频域分析方法,自动控制系统的设计和优化。为相关后续课程奠定坚实的基础,具备初步的自动控制系统设计能力。 五、教学内容与进度安排*(满足对应课程标准的第2条) 第一章自动控制的一般概念 2学时 讲授内容和学习要求:要求建立必要的基本概念:反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象;要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图;理解控制系统的性能要求;了解自动控制理论发展的情况。 学生学习任务:查阅资料,对自动控制理论有初步了解。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合。 第二章:控制系统的数学模型 6学时 ???? 讲授内容和学习要求:能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型-微分方程,典型环节的传递函数的求取,结构图的绘制,由结构图等效变换求传递函数,由梅逊公式求传递函数。 重点:基本环节传递函数的求取;系统传递函数的求取。 难点:结构图等效变换;梅逊公式及其应用。 学生学习任务:做好课前预习,复习复变函数与信号与系统课程中的相关内容,参与课堂讨论,完成作业。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业。 第三章:控制系统的时域分析法 10学时 ???? 讲授内容和学习要求:时域性能指标的定义,一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法,劳斯稳定判据及其应用,稳定误差的分析与计算,减小或消除稳态误差的方法。 重点:二阶系统动态性能估算,稳定性分析方法及稳态误差计算方法。 难点:二阶系统性能改善的方法及扰动作用下减小或消除稳态误差的措施。 学生学习任务:做好课前预习和课后复习课程,参与课堂讨论,完成作业,认真参加实验学习。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业,实验。 第四章:控制系统的根轨迹法 6学时 ???? 讲授内容和学习要求:根轨迹的概念,根轨迹方程,学习绘制根轨迹的基本法则,掌握用根轨迹法分析系统的方法。 重点:用根轨迹分析系统。 难点:用根轨迹法设计系统参数。 学生学习任务:做好课前预习和课后复习课程,参与课堂讨论,完成作业。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业。 第五章:控制系统的频域特性法 12学时 讲授内容和学习要求:频域特性的物理意义,图文表示方法,奈氏判据,稳定裕度,用频域特性建立系统的数学模型。 重点:频率特性的物理意义;奈氏判据证明及稳定裕度的确定。 难点:开环幅频特性曲线的概略绘制及对应系统传递函数的确定。 学生学习任务:做好课前预习和课后复习课程,参与课堂讨论,完成作业,认真参加实验学习。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业,实验。 第六章:控制系统的校正方法 8学时 ???? 讲授内容和学习要求:控制系统设计一般步骤;校正的概念及方法;PID控制器,串联校正,反馈校正。 重点:串联超前校正网络的设计与实现。 难点:串联滞后-超前校正网络的设计。 学生学习任务:做好课前预习和课后复习课程,参与课堂讨论,完成作业,认真参加实验学习。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业,实验。 第七章:采样控制系统分析 4学时 ???? 讲授内容和学习要求:采样系统基本概念,Z变换定理,闭环脉冲传递函数,离散系统的稳定性与稳态误差。 重点:闭环脉冲传递函数的求取。 难点:采样过程的描述,脉冲传函的求法。 学生学习任务:做好课前预习和课后复习课程,参与课堂讨论,完成作业。 教学方法:课堂讲解与学生互动结合,课堂讨论与练习,作业。 六、修读要求(满足对应课程标准的第3条) 自动控制原理课程具有理论性强、又具有重要实用价值的特点。学习中应以系统的概念,融汇不同分

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北京教育部直属高校教师,具有十余年工作经验,长期从事教学、科研相关工作,熟悉高校教育教学规律,注重成果积累

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