机电控制工程基础.doc

机电控制工程基础教学大纲第一部分 大纲说明一、课程的性质和任务控制工程基础是以控制理论为基础，密切结合工程实际的一门专业基础课，是机械设计制造及其自动化专业必修课程。本课程的任务是使学生获得控制工程基本理论和基本知识；掌握系统数学模型的建立、动、静特性的分析计算方法；根据对机电一体化产品性能要求，具有初步分析设计系统的能力。二、本课程与相关课程的关系学习本课程之前应具有一定的数学、力学、电工电子学及其机械工程知识。三、课程的教学基本要求（1）了解控制系统数学模型的建立及相关工程数学基础知识。（2）掌握控制系统的时域和频域特性分析方法的基本概念。（3）理解判别线性系统稳定性的基本概念，掌握线性系统稳定性的判据。（4）了解系统的综合方法。（5）了解采样系统的基本概念，系统特性的分析及综合方法。四、教学方法和数学形式建议本课程内容理论性比较强，涉及面较宽。课程教学形式建议以课堂讲授为生，辅助课堂练习，课堂讨论及自学。有条件时可进行网上教学。第二部分 教学时数、教材、考试一、学时分配课内学时90（5学分）， 实验 6学时教 学 内 容课 内 学 时控制系统的基本概念2自动控制系统的数学模型12控制系统的时域分析12根轨迹法14频率响应法18控制系统的校正与综合8机电控制工程基础实验指导18 合 计84二、教材本课程教材分主教材和辅导教材各一册，主教材为教材基本内容，辅助教材包括各章节内容的导学、教学中重点难点内容的辅导、习题、课堂练习指导及学习自检内容。教材名称、主教材：机电控制工程基础三、考试本课程采用闭卷考试，时间为2小时。学生获得成绩由考试成绩及平时考查成绩组成，其中考试成绩占70%。第三部分 教学内容和教学要求一、教学内容(一 )控制系统的基本概念（2学时）1开环控制系统与闭环控制系统2自动控制系统的类型3控制系统的组成与对控制系统的基本要求4本课程的基本任务及特点、学习方法(二 ) 自动控制系统的数学模型 （12学时）1控制系统微分方程的建立2非线性数学模型的线性化3传递函数4系统动态结构图 (三) 自动控制系统的时域分析 （12学时）1自动控制系统的时域分析基础2一阶系统的阶跃响应3二阶系统的阶跃响应4高阶系统的阶跃响应5控制系统的稳定性分析6控制系统的误差分析(四 ) 根轨迹法 （14学时）1根轨迹法的基本概念2根轨迹法的绘制法则3典型系统的根轨迹法4广义根轨迹5用根轨迹法分析系统的动态特性(五) 频率响应法 （18学时）1频率特性的基本概念2典型环节的频率特性3系统开环的频率特性4系统开环频率特性图的绘制 5频率特性分析(六) 控制系统的校正与综合 （8学时）1概念2串联校正3基于频率法的串联校正4基于根轨迹法的串联校正5反馈校正6前馈校正7. 系统设计中常遇到的一些二、教学基本要求(一) 控制系统的基本概念了解机电控制工程基础课程特点，初步建立控制系统概念。（二） 自动控制系统的数学模型了解简单机、电系统的微分方程建立，掌握传递函数的推导、简化，理解传递函数的数学、物理意义。(三) 自动控制系统的时域分析掌握二阶系统在单位阶跃输入作用下，瞬态响应特性及性能指标，及系统参数对系统性能的影响，会利用公式进行性能指标的计算；掌握稳定性判断、误差及稳态误差的概念和会计算误差。 (四) 根轨迹法掌握二阶系统在单位阶跃输入作用下，瞬态响应特性及性能指标，及系统参数对系统性能的影响，会利用公式进行性能指标的计算；掌握稳定性判断、误差及稳态误差的概念和会计算误差。(五) 频率响应法掌握频率特性基本概念，对数频率特性绘制、稳定性判断。了解极坐标图的概念及各典型环节极坐标图；闭环频率特性和性能指标关系。(六) 控制系统的校正与综合了