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文档简介
自动控制理论 课程教学大纲课程名称:自动控制原理英文名称:Automatic Control Theory课程类别:学科基础课总学时:80(包括实验、上机)适应对象:自动化专业一、 本课程的性质、目的与任务:自动控制理论是研究自动控制系统建模、分析、综合的一门专业基础理论课程,是自动化及其相关专业的一门学科基础课。现代控制理论,过程控制系统是本课程的后续课。通过本课程的学习,使学生了解系统建模的基本方法和原理,掌握用时域法,频域法和根轨迹法对系统稳定性、暂态性能、稳态误差进行分析,并进而掌握用根轨迹法和频域法对系统进行综合的方法。并且介绍离散系统的分析、综合方法。二、 教学基本要求:在本课程的教学中,要注意结合课程本身的性质和特点进行,把握基本概念,重视本课程各种关系内在联系,重视实验课程,注意各种理论、方法和工具的使用范围,理论联系实际,在应用实践中提高。三、 课程内容:第一章 自动控制理论引论开环控制和闭环控制,自动控制系统类型,自控理论概要,自控系统中的术语和定义。第二章 线性系统的数学模型。线性系统输入输出时间函数描述,传递函数描述,非线性数学模型的线性化,典型环节的数学模型,方框图,信号流图,状态变量描述。第三章控制系统的时域分析 典型输入信号,线性定常系统的时域响应,控制系统的稳定误差,给定稳态误差和扰动稳态误差响应,线性系统的稳定性劳斯赫尔维茨稳定判据。第四章根轨迹法 根轨迹法的基本概念,绘制根轨迹的基本条件和基本规则,参数根轨迹多回路系统根轨迹,正反馈回路和零度根轨迹,利用根轨迹法分析系统的暂态响应,滞后系统的根轨迹。第五章控制系统的频域分析频率特性及其与时域响应的关系,典型环节的频率特性,系统开环频率特性的绘制,乃奎斯特稳定性和相对稳定性,系统的闭环频率特性,根据闭环频率特性分析系统的时域响应。第六章自动控制系统的校正 控制系统校正概念,线性系统的基本控制规律,相位超前、滞后校正装置及特性,根轨迹法、频率法在系统校正中的应用,反馈和前馈校正控制。线性系统校正方法的实际应用。第七章 采样控制系统引论,采样过程及采样定理,保持器及差分方程,Z变换,脉冲传递函数,线性采样系统的稳定性分析,稳态误差分析,暂态响应与脉冲传递函数极点,零点分布的关系。采样控制系统的校正与最少拍校正。四、 学时分配: 项目学时数讲课实验课合计第一章44第二章8210第三章12214第四章10212第五章12214第六章10212第七章1414701080五、 教材及参考书:教 材:自动控制理论,机械工业出版社,夏德钤、翁贻方 编著参考书:自动控制原理,国防工业出版社,胡寿松 编著自动控制原理,清华大学出版社,吴麒 编著六、 考核方法:闭卷考试七、 制订者:安连祥 张燕河北工业大学电气工程及其自动化专业自动控制理论课07/08学期授课计划表(电气 051、052、053、054、055、056班) 周次学时教学内容摘要及教学方式(讲课、实验、习题课)备注36第一章 概述 1自动控制 开环控制 闭环控制 2控制系统分类 3自动控制理论内容概要第二章 控制系统的数学模型 1微分方程列表462传递函数 3典型环节的传递函数4方框图、方框图的化简 5信号流图 Mason公式56第三章 控制系统的时域分析 1典型输入信号2二阶系统的瞬态响应 3性能指标664稳定性 RouthHurwitze判据5 稳态误差 干扰的稳态误差76实验一 二阶系统响应第四章 根轨迹法 1根轨迹概念 相角条件和幅值条件实验一 2学时842绘制根轨迹的规则 3习题课:绘制根轨迹举例4正反馈的根轨迹绘制965参数根轨迹的绘制第五章 线性系统的频域分析 频率特性法 1概述频率特性概念 2极坐标图和Bode图1043典型环节的频率特性4 Nyquist稳定性判据1165相对稳定性 相角裕度 幅值裕度实验二 频率特性实验实验二 2学时124第六章 控制系统的校正 1线性系统校正的基本概念2超前、滞后校正装置组成及其特性1363频域特性法串联校正设计 应用举例4根轨迹法校正设计 应用举例1445并联校正 实验三 控制系统校正第七章 采样控制系统 1采样过程及采样定理实验三 2学时1562保持器 3Z变换及Z反变换4脉冲传递
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