《自动控制原理》教学大纲.doc

自动控制原理课程教学大纲学 时：40适用专业：机械设计及其自动化及其相关专业一、课程的性质与任务课程性质：本课程是机械专业的专业理论课程。课程任务：详细讲解采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，要求能初步具体应用；简单介绍根轨迹分析方法，非线性系统分析方法和采样控制系统的基本分析方法，使学生初步了解；探讨频率特性法设计控制系统的基本思路。前导课程：复变函数与积分变换、电路理论、模拟电子技术、数字电子、电机拖动基础后续课程：机电传动、现代控制理论二、教学内容及其基本要求教学基本内容：自动控制理论课程是具有一般方法论特点的技术基础课，重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法，而应用其理论及方法去分析和设计控制系统则是后续课程如自动控制系统、计算机控制技术等的任务。但是自动控制理论又是直接为解决实际控制系统提供理论和方法的课程，因此，必须适当地结合实际，要用实践的观点对待控制理论。自动控制理论主要讨论反馈控制系统的基本原理与基本方法，在初步建立控制系统数学模型的基础上，分别应用时域法、根轨迹法和频率特性法等不同的方法，分析控制系统的一般性能，如稳定性（稳）、稳态误差（准）、动态特性（快）、稳定裕度等，并介绍控制系统设计和应用的初步知识，同时讨论非线性系统和采样控制系统的一般基础。教学基本要求：熟练掌握采用频率特性法和时域法分析系统的一般方法，并能具体应用；了解根轨迹分析方法，了解非线性系统分析方法的特殊性；掌握采样控制系统的基本分析方法，掌握频率特性法设计系统的基本思路。三、教学条件1场地条件：多媒体教室、实训教室；2设备要求：各主要汽车电控与电器系统实物、实车、拆装工作台、拆装设备、汽车专用万用表、汽车专用示波器等。四、教学内容及学时安排本课程总学时为40。其中理论教学为36，实验学时为4。主要的理论教学内容包括：建立控制系统数学模型；控制系统时域法分析；根轨迹分析；频率特性法分析；用频率特性法设计控制系统；非线性系统分析；采样控制系统的分析。实验内容主要包括：典型环节模拟，典型系统模拟，控制系统的串联校正研究等。课 程 内 容教学要求重点()难点()学时安排备注第一章 综述 介绍控制系统分析与设计的一般知识C2 第二章 数学模型： 时域描述、传递函数 讨论传递函数的定义及表示A2 线性化、典型环节 非线性环节的的线性化，典型环节及其传递函数B2 方框图 传递函数的方框图表示A2 信号流图 传递函数的信号流图表示，用梅逊公式求传递函数A2 第三章 时域响应： 典型输入、时域响应 典型输入信号及表示，典型时域响应B2 稳定性分析 稳定性定义、代数稳定判据如劳斯判据等A2 稳态误差计算 用不同的方法计算稳态误差，减小和消除稳态误差的方法A2 暂态响应求取 求取系统的时域暂态响应C2 习题分析 用习题来说明控制系统时域分析的步骤和方法A2习题分析 第四章 根轨迹法： 概念、法则、方法 讨论绘制根轨迹的概念、法则与方法B2 绘制示例 用例题说明根轨迹的绘制A2 根轨迹法分析、设计与应用 讨论根轨迹在分析和设计系统中的应用C2 第五章 频率特性法： 典型环节频率特性 绘制典型环节频率特性A2 开环频率特性 讨论开环频率特性的绘制方法与技巧A2 乃氏图判定稳定性 重点分析乃氏稳定判据及其变化A2 波特图分析 用波特图分析控制系统的特性B2 第六章 控制系统设计： 基本控制规律 讨论设计控制系统的基本控制规律A2MATLAB的安装与基本操作A2实验 编程语言与SIMULINK应用B2实验（教学要求：A熟练掌握；B掌握；C了解）五、教法说明教学方法：理论教学主要介绍反馈控制系统的基本理论和基本方法，同时强调理论联系实际，要用实践的观点对待控制理论。采用启发式教学，引导学生发现问题，解决问题，自我提高。要采用知识、能力与素质三个不同的层次，对学生实现分级教学，以便因材施教。在课堂上要采用互动式教学。教学手段：采用现代先进的多媒体技术，结合传统的黑板加粉笔的方法。六、考核方式及评分办法1平时考核（50%）出勤、实训报告、作业、实训表现等2期末考核（50%）七教材与参考书教材：