《自动控制原理及系统》教学大纲..doc

《自动控制原理及系统》教学大纲

适用专业：高职电子电气工程专业

学时数：60

一、课程的性质与任务

《自动控制原理及系统》课程是高职电子电气工程专业的一门专业课。在学习《数学》、《物理学》、《电路》课程的基础上进行授课。通过讲课﹑实验完成下列任务：

1.掌握自动控制的有关名词的定义，了解控制系统的数学模型，掌握传递函数和状态方程。

2.掌握时域法、根轨迹法、频率特性法分析计算线性连续系统在结构参数已定的条件下的稳定性、稳态性能和暂态性能。

3.讨论线性连续系统根据提出的性能要求，利用频率法对系统进行校正的方法。

4.了解采样控制系统的基本概念和利用时域法的分析计算。介绍非线性系统的基本知识和分析的初步方法。

二、课题及课时分配

序号

课程内容

课时

课时分配

讲课

实验

习题

1

控制系统的基本概念

2

2

2

控制系统的数学模型

8

8

3

控制系统的时域分析

12

12

4

控制系统的根轨迹分析

8

8

5

控制系统的频域分析

6

6

6

控制系统的校正

8

8

7

非线性系统

6

6

8

采样控制系统

6

6

9

机动

4

4

合计

=SUM(ABOVE)60

=SUM(ABOVE)60

三、课程教学内容和要求

课题一控制系统的基本概念

1．简述控制系统的基本概念。

2．开环、闭环控制系统的特点。

3．闭环控制系统的基本要求、组成和分类。

教学要求：

掌握开环、闭环控制系统的特点及闭环系统的组成和分类。

课题二控制系统的数学模型

1．控制系统的数学模型的基本概念。

2．系统的运动方程式和状态方程式。

3．线性系统及典型环节的传递函数。

4．系统的方框图变换。

教学要求：

掌握系统的运动方程式和状态方程式、线性系统及典型环节的传递函数。

课题三控制系统的时域分析

1．时域分析的基本概念。

2．控制系统的典型输入，线性系统稳定性的概念。

3．稳定判据，控制系统的稳态误差。

4．一阶、二阶系统的时域响应。

教学要求：

理解时域分析的基本概念，了解稳定判据，控制系统的稳态误差。

课题四控制系统的根轨迹分析

1．根轨迹的基本概念。

2．根轨迹的绘制法则，用根轨迹分析系统的暂态特性。

3．开环零、极点的变化对根轨迹的影响。

教学要求：

掌握根轨迹的绘制法则，用根轨迹分析系统的暂态特性。

课题五控制系统的频域分析

1．频率特性的基本概念。

2．典型环节的频率特性。

3．系统开环频率特性的绘制，奈魁斯特稳定判据。

4．开环频率特性与系统稳态误差。

5．闭环频率特性。

教学要求：

了解典型环节的频率特性，掌握系统开环频率特性的绘制，奈魁斯特稳定判据。

课题六控制系统的校正

1．系统校正的基本概念。

2．串联超前（微分）校正，串联滞后（积分）校正，串联滞后超前（积分微分）校正，反馈校正。

教学要求：

了解串联超前（微分）校正，串联滞后（积分）校正的设计方法。

课题七非线性系统

1．非线性系统的基本概念。

2．非线性系统的线性化。

3．描述函数法。

教学要求：

理解非线性系统的基本概念，了解非线性系统的线性化及描述函数法。

课题八采样控制系统

1．采样控制系统的基本概念。

2．采样过程和采样定理，采样信号的复现。

3．z变换，z反变换，采样系统的脉冲传递函数，采样系统的稳定性和稳态误差。

教学要求：

掌握采样过程和采样定理，采样信号的复现，z变换和z反变换。

四、大纲说明

本大纲根据济南铁道职业技术学院高职电子电气专业教学计划制定。

1．教学建议：

(1)主要讲述古典控制理论。在介绍时，研究对象以线性连续系统，研究方法以频率特性法为重点。

(2)统的数学模型主要是微分方程和传递函数。

2．为讲解方便，应对学生列出拉氏变换的基本关系式和拉氏变换表。

3．为适应高职教学，在讲解时应尽量避免过多的数学推导，力求讲清基本概念，注意加强基本理论和方法的应用。