《自动控制原理及系统》大纲-高职高专

自动控制原理及系统教学大纲【课程编号】 894【学时学分】 60学时； 3.5 学分 【开课模式】必修【实验学时】 6学时 【上机学时】 【课程类型】 专业基础课 【考核方式】考试【先修课程】 高等数学、电路 【开课单位】电力学院 【授课对象】电气自动化技术专业、电力系统自动化技术专业、高职高专(3年制) 一、课程的教学目的和任务（一） 教学目的：为专业课的学习和参加控制工程实践打好必要的理论基础。（二） 教学任务：通过教学使学生掌握自动控制的基本理论和方法，具有初步解决自动控制问题的能力。二、课程的性质、特点及基本要求（一） 性质：自动控制原理课程是高职高专电力系统自动化、电气自动化及相关专业的一门专业基础课。（二） 特点：本课程从应用的角度出发，以线性定常单变量连续系统为主要讨论对象，以传递函数模型为主要数学模型，以系统的稳定性、暂态性能和稳态性能为主要中心议题，重点讲授自动控制的基本原理、控制系统的数学描述以及系统分析与综合的基本理论和方法。并适当安排部分实验，教学方法主要采用讲授进行。（三） 基本要求： 使学生熟知自动控制系统的基本结构、基本概念以及常用术语；掌握控制系统数学模型的类型及建立、化简方法；掌握线性定常连续控制系统的时域分析法；掌握线性定常连续控制系统的频域分析法。三、本课程的主要内容及说明第一章 自动控制的一般概念（4学时）1、概述2、自动控制系统的构成、分类及发展阶段3、自动控制的基本要求本章要求学生了解自动控制系统的基本原理、类型、要求等，从而使学生对本课程的学习产生更加浓厚的兴趣。第二章 系统的数学模型（12学时）1、控制系统的微分方程2、拉普拉斯变换3、控制系统的传递函数 4、框图及其化简方法5、信号流图 本章内容要求学生掌握控制系统的数学模型，并熟练系统框图及其化简方法和信号流图的绘制。第三章 线性系统的时域分析（12学时）1、典型输入信号2、一阶系统的时域响应3、二阶系统的时域响应4、系统的稳定性分析5、系统的稳态误差分析6、实验内容：实验二、二阶系统的阶跃响应（2学时）本章要求学生重点学习一阶、二阶控制系统的暂态响应特性，了解系统的时域分析、系统运动的稳定性等，从而使学生更好的将本章所学内容与以后要学的知识联系起来，综合运用。第四章 根轨迹法（8学时）1、根轨迹的基本概念2、根轨迹的绘制基本规则3、控制系统根轨迹分析4、实验二、控制系统的稳定性分析（2学时）本章要求学生学会粗略绘制根轨迹的方法，并会利用根轨迹分析系统性能。第五章 频域分析 （14学时） 1、频率特性2、典型环节的频率特性3、系统开环频率特性4、奈奎斯特稳定判据5、系统的稳定裕度和闭环频率特性6、实验内容：实验三、控制系统频域特性（2学时）本章的重点是典型环节的频率特性，难点是奈奎斯特判据、闭环频域性能指标及根据开环频率特性分析闭环系统的特性。本章要求学生对MATLAB绘制频率特性图的方法有一般性了解。第六章 控制系统的校正（8学时） 1、控制系统的基本概念、基本规律分析 2、串联超前校正 3、串联滞后校正 4、串联滞后-超前校正5、反馈校正 本章主要介绍改善控制系统性能的方案确定和控制器设计，包括：校正的概念；串联校正、反馈校正；串联校正控制器的设计。总复习（2学时）四、本课程使用的教材及适用范围、学制（一） 本课程使用的教材：由侯卓生编著的自动控制原理及应用教材，由中国电力出版社出版。属于21世纪高等学校规划教材。（二） 教材的适用范围、学制：本教材适用于电气自动化及相关专业三年制的高职高专学生使用。五、课程的学时分配自动控制原理课程安排的总学时 60 ，其中理论教学54学时，实验教学6学时。各章节的学时分配见附表。教学内容理论学时实验学时小计教学章节教 学 内 容一自动控制的一般概念44二系统的数学模型12012三线性系统的时域分析10212四根轨迹法628五频域分析12214六控制系统的校正88总复习22合 计54660六、主要教学参考书1、自动控制原理第四版 胡寿松 科学出版社 2002年2、自动控制原理 刘保录 中国电力出版社 2007年3、现代控制工程第四版 美 Katsuhiko Ogata 著 卢伯英等译 电子工业出版社 2002年 4、