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1、自动控制原理课程教学大纲（理论课程2023版）一、课程基本信息课程号1523S01.6开课单位质/技术监督学院课程名称自动控制原理Princip1.eofautomaticcontro1.必修考核类型考试课程学分4课程学时68X0加期专业发展课程（专业核心课）先修课程诲等数学、电路分析携础、模拟电子技术基础、信号分析与处理适用专业（类）测控技术与仪器二、课程描述及目标（一）课程简介本课程介绍了自动控制理论的基本概念，控制系统在时域和蜕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时域分析法、根轨迹法、频域分析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
2、及稳态误差、动态性能分析以及数学校正等问通,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，对目前应用日益增多的非线性控制的逆系统方法也作了较为详细地介绍。（二）教学目标通过本课程，学生将学会基本控制方法和控制策略，能够对系统进行理论的自动化改造指导。课程目标I：掌握线性自动控制系统的基础理论、基本概念和基本分析综合方法。课程目标2：训练和增强学生定性分析能力、定量计算能力、综合设计和应用能力以及初步联系工程实际的能力。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点修程目标I工程知识：具有计显测试、测控仪器仪表设计等所需的数学、自然科学知识、电路设计基础
3、知识及控制工程班础理论、信号分析、树试数据处理等专业知识，并能够用于解决测控技术与仪器专业的红杂工程问超：课程目标10.52问他分析：能终应用数学、自然科学和工程科学的基本原理.结合文献研究，选用合适方法分析、描述亚杂测控工程向题，并获得有效结论：课程目标20.5四、教学方式与方法木课程采用课堂讲授为主、学生枳极参与为辅，统一考试和平时成绩相结合的教学方式来完成.教学过程中，根据不同章节的特点，采用不同的教学方法，如以教师为I;或以学生为主，以达到最佳的教学效果。五、教学点与难点(一)教学重点本课程的教学重点是：1.开环系统、闭环系统、定值系统、随动系统、程序控制系统的概念，反馈控制系统的基本
4、组成。2 .开环、闭环、误差传递函数的定义和计算,方框图等效变换的法则和方法，信号流图的概念和绘制方法，梅森增益公式的应用。3 .阻尼比的概念及其对二阶系统动态特性的影晌，超调量、调节时间的定义，劳斯稳定判据方法，稳态误差的定义，静态误差系数的定义,她小和消除系统稳态误差的措施.4 .闭环极点的位置与系统性能指标的关系，相角条件、幅值条件的概念和定义，最小相位系统的概念，绘制般和零度根轨迹的基本法则，最小相位系统根轨迹的绘制方法。5 .伯镌图、奈韦斯特图的绘制方法，用伯德图分析控制系统的性能指标，奈奎斯特稳定判据和对数频率稳定判据的原理和应用，相角裕量和增益裕量的定义和计算.6 .串联超前校正
5、的原理和方法，串联滞后校正的原理和方法，串联滞后-超前校正的原理和方法，PID调节器的特点及参数整定。7z变换的定义，脓冲传递函数的定义和计算，离散系统稳定性的判别和稳态误差的计算。8.和平面图得绘制，非线性系统的和平面分析，非线性系统稳定性分析的描述函数法。-）教学魔点教学难点是：1 .根据系统原理图画出系统的静态结构图2 .史杂系统的方框图的等效变换和闭环传递函数的计算。3 .用劳斯稳定判据判断系统的稳定裕量，最大超阔量、调节时间和稔态误差定义的灵活应用.4 .参量根轨迹的绘制，幅角条件、幅值条件的应用，确定具有指定阻尼比的系统的闭环极点和单位阶跃响应。5 .用奈奎斯特稳定判据判断复杂系统
6、的超定性.6 .用串联校正的方法设计系统。7 .根据Z变换的定义求离散系统的误差、输出表达式等系统参数，8 .用描述函数分析非线性系统的稳定性“六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学*对应课程目标I结论了解控制理论的发展、控制系统的基本组成、控制系统按不同原则的分类.2讲授课程目标12控制系统的教学模鞭掌握2.1控制系统的时域数学模型：2.2控制系统的或数域数学模型；2.3控制系统的结构图及信号流图：2.4控制系统的件通函数及典型环节的传递函数9讲授课程目标1课程目标23线性系统的时域分析法掌握3.1系统时间的性能指标：3.2一阶系统的时域分析：3.3二阶系统的12讲授课
7、程目标I课程目标2序号效学内容基本要求学时教学方式对应课程目新时城分析：3.4高阶系统的时域分析：3.5线性系统的稳定性分析：3.6线性系统稳态误差的计算.4线性系统的极轨迹法掌握4.根轨透的基本概念：4.2根抗逊绘制的基本法则：4.3广义根轨迹:1.4根轨迹在控制系统校正中的应用.8讲授课程目标1课程目标25殂性系统的频率响应法掌握5.1典型环节与开环系统的频率特性：5.2颊率域稳定判掘：5.3稔定裕度；5.1闭环系统的频域性能指标.13讲授课程目标I课程目标26现性系统的校正与综合掌握6.1预期开环算率特性的设计:6.2串联校正的综合：6.3局部反馈校正。6讲授课程目标1课程目标27采样控
8、制系统了解7.1信号的采样与保持;掌握7.2Z变换理论:7. 3脉冲传递函数：7.4离散系统的稔定性与梗态误差。9讲授课程目标1课程目标28非线性控制系统8相平面法的基本概念：&2和平面图的绘制方法：8.3相平面图分析：8.4非线性特性的描述函数9讲授课程目标I课程目标2合计68七、实殴内容、基本要求与学时分配序号实题项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1典型fc性环节的模拟1.比例环节的模拟及其阶跃响应；2.积分环节的模拟及其阶次响应：3.-阶惯性环节的模拟及其阶跃响应；4.比例积分环节的模拟及其阶跋响应：5.比例枳分微分环节的模拟及其阶跃响应。4验证性课程目标I课程目标22二阶系统的
9、阶跋响应分别改变阻尼比和无阻尼自然频率两个重要金数.根据阶取响应曲线的变化情况掌握卷数变化时动态性能的影响.2验证性课程目标I课程目标23控制系统的校正通过财比校正前后控制系统稳定性及动态性能指标的变化.总结校正的作用,得出结没，并总站规律。2探究性课程目标I课程目标24系统的频率响应惯性环节的频率特性；振荡环节的频率特性.2其它课程目标I课程目标210注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“演示性”、“验证性”、“设计性”、探究性”、“其它”等。八、学业评价和课程考核(一)考核类型：EI考试(二)考核方式：口开卷考试考铿13闭卷考试其它：口课程论文课程报告（三）成绩评定：考核建议分值考核，
10、评价忠对应课程目标依据（百分比）考核40作业;。Z完成进度、正确性、创新性课程目标2小窝答题正确性、完整性，创新性课程目标）课程目标2表现30%回答问SS的正确性、逻辑性、IWi畅性课程目标I期末考核60答题正确性、完整性，具体见参考答案.课程目标I课程目标2九、课程目标达成褥价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好.课程目标达成度=学生相应环节得分邛均值该环节的满分毕业要求指标点达成度=W课程I1.标达成度课程目标在毕业要求指标点的权重十、教材与教学叁考书（一）教材自动控制原理,胡寿松，科学出版社，2006,第六版（二）教学参考书自动控制原理,吴麒,清华大学出版社，2006自动控制原理,卢京潮，清华大学出版社，2013,第二版执辖人孔祥杰审核人祝唐教学院长李红莲院长方立伤发布日期2023年6月1日
