自动控制原理教学大纲.doc

自动控制原理教学大纲一、 课程性质、任务和目的自动控制系统在工程和科学技术发展中起着十分重要的作用，自动控制原理的研究对象就是自动控制系统。本课程主要介绍经典控制理论的基本内容，使学生通过学习能掌握闭环控制系统的基本概念及基本的系统分析和校正方法，为后续课程的学习打下基础。二、 基本要求通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：l 掌握控制理论的基础知识l 熟悉控制系统的数学模型l 能够进行时域分析、跟轨迹法、频率法等分析l 熟悉控制系统的综合校正l 了解非线性控制系统l 了解采样控制系统三、 课时分配共72学时，一个学期进行。其中理论教学62学时，实践教学10学时。四、 先修课程计算机应用基础、电子技术五、 教学内容、要求与安排1、 自动控制系统的基本概念（1）内容l 自动控制和自动控制系统l 自动控制系统的方框图与基本环节l 自动控制系统的基本类型（2）要求l 了解自动控制系统的基本概念。l 了解对自动控制系统的要求l 了解本课程的基本任务（3）教学难点 自动控制系统的基本类型（4）教学重点自动控制系统的基本概念（5）作业要求了解自动控制系统的基本概念2、 控制系统的数学模型（1）内容l 动态微分方程的建立l 系统动态结构图l 结构图的等效变换及系统传递函数（2）要求l 熟悉动态微分方程的建立过程l 能够进行结构图的等效变换及系统传递函数（3）教学难点系统传递函数（4）教学重点系统传递函数（5）作业要求 了解系统的数学模型及其意义 能够进行结构变换3、 时序分析法（1）内容l 典型输入信号和时域性能指标l 控制系统的稳定性分析l 控制系统的暂态响应分析l 控制系统的稳态误差分析（2）要求l 能够进行控制系统的稳定性分析l 能够进行控制系统的暂态响应分析l 能够进行控制系统的稳态误差分析（3）教学难点 控制系统的稳态误差分析（4）教学重点 控制系统的稳定性分析（5）作业要求 掌握控制系统的稳定性分析、暂态响应分析和稳态误差分析。4、 根轨迹法 （1）内容l 根轨迹法的基本概念及绘制条件l 绘制根轨迹法的基本规则l 参量根轨迹的绘制l 用根轨迹法分析自动控制系统l 根轨迹法的改造（2）要求l 熟悉根轨迹法编制的方法和技巧l 掌握基础的概念和用法（3）教学难点 根轨迹法的改造（4）教学重点 根轨迹绘制（5）作业要求 会绘制根轨迹，能够用根轨迹法分析自动控制系统5、 频率法 （1）内容l 频率特性l 频率特性的极坐标图l 奈奎斯特稳定性判断l 系统稳定的性能指标l 频率特性的对数坐标图l 系统的图分析l 二阶系统的频率特性与关系l 闭环幅品特性（2）要求掌握频率特性的定义能够在频率的范围内分析系统的性能。（3）教学难点 用频率法进行系统分析 （4）教学重点 用频率法进行系统分析（5）作业要求 能用频率法进行系统分析6、 控制系统的综合校正 （1）内容l 常用校正装置及其特性l 用根诡计法进行串联校正l 用频率法金星串连校正l 按希望模型金星串联校正l 局部反馈校正l 复合校正（2）要求l 掌握串联校正的根轨迹法及频率法l 了接局部反馈校正和复合校正（3）教学难点 复合校正 （4）教学重点 串行校正（5）作业要求 掌握串联校正的根轨迹法及频率法7、 非线性控制系统 （1）内容l 典型非线性控制系统特性及其对系统性能的影响l 描述函数法l 用描述函数法研究非线性控制系统（2）要求l 了解描述函数法l 掌握非线性控制系统的定义（3）教学难点描述函数法（4）教学重点描述函数法（5）作业要求能够用描述函数法研究非线性控制系统8、 采样控制系统 （1）内容l 采样过程与采样定理l z变换l 采样控制系统的数学模型l 采样控制系统的时域分析（2）要求l 掌握采样控制系统的基本概念l 了解采样的过程l 理解采样控制系统的数学模型l 能进行采样控制系统的时域分析（3）教学难点采样控制系统的数学模型（4）教学重点采样控制系统的数学模型（5）作业要求能够建立采样控制系统的数学模型及能进行采样控制系统的时域分析 六、 实践教学的环境要求在实验室进行实践教学，应提前与实验员联系安排。七、 考试办法与要求本课程对学生的考试结合平时成绩和课程结束时的卷面成绩，卷面考试采用百分制。八、 采用的教学方法采用课堂讲授和实验相结合的方法教学。九、 课时分配课程内容理论学时实践学时