《自动控制理论B》课程教学大纲

1、自动控制理论B课程教学大纲课程代码：020203课程名称：自动控制理论B / Principle of Automatic Control（B）学时：48 学分：3 讲课学时：46 上机/实验学时：0 考核方式：闭卷笔试先修课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术、复变函数与积分变换适用专业：自动化相关专业开课院系：电子电气工程学院自动化系教材：顾树声主编.自动控制原理M（第三版）.冶金工业出版社，2002教学参考书：1曹柱中等编.自动控制理论与设计（修订版）M.上海交通大学出版社出版，19952卢京潮主编.自动控制原理M.西北工业大学出版社，20043往积伟主编.自动控制原理学习与考研指导M.

2、科学出版社，2004一、课程的性质和任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课，它是学习检测技术、信号与系统分析、电气控制技术和计算机控制系统等课程的主要基础之一。它的任务是介绍分析和综合自动控制系统的基本理论和基本方法，从而提高学生的分析问题和解决问题能力。二、教学内容和基本要求要求学生了解自动控制的基本概念，掌握建立自动控制系统数学模型的基本方法。要熟悉用结构图、信号图、频率特性求取传递函数的方法，掌握使用时域分析法、根轨迹法和频率法对自动控制系统进行分析和综合。第一章 自动控制的基本概念1.自动控制的基本原理2.开环控制系统和闭环控制系统3.自动控制系统的分类4.自动控制系统的组成和

3、名词术语5.对自动控制系统的基本要求6.本课程的发展史，本课程的任务、内容和学习方法第二章 线形系统的数学模型1.线形系统微分方程的建立2.传递函数3.控制系统的典型环节4.系统的结构图及等效变换5.系统的传递函数6.信号流图和梅逊公式7.梅逊公式的应用第三章 线性系统的时域分析法1.稳定性概念和劳斯赫尔维茨稳定判据2.稳态误差、稳态误差系数、动态误差系数3.自动控制系统的动态时域指标4.一阶系统的阶跃响应5.二阶系统的阶跃响应（包括性能指标的计算）6.高阶系统的分析方法7.改进系统响应的方法第四章 根轨迹法1.根轨迹的概念、绘制根轨迹的条件2.绘制根轨迹的基本规则3.用根轨迹分析和设计系统的

4、方法4.附加开环零极点的增加和移动对根轨迹的影响 第五章 频率特性法1.频率特性的基本概念2.幅相频率特性图3.奈氏判据及应用4.对数频率特性图5.利用对数频率特性判断系统稳定性6.稳定性裕量7.对数频率特性与稳态性能和动态性能 8.闭环频率特性三、教学时数分配课程内容讲课习题讨论测验考查小计自动控制的基本概念22数学模型13215时域分析法132217根轨迹分析法66频率域分析6622共 计4042248四、对学生能力培养的要求通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理，掌握系统或对象数学模型的建立方法，能初步利用时域分析法、复频域分析法（根轨迹法）和频域分析法对系统进行分析，为进一步

5、学习后续课程打下基础。五、说明本课程内容的重点是基本概念和系统分析的基本方法。第一部分的重点为反馈原理、闭环系统的概念、名词术语解释等。第二部分的重点为系统微分方程的建立、系统传递函数概念和建立方法，应着重使学生学会由微分方程、结构图、信号流图、频率特性等求取传递函数的方法。第三部分的重点是二阶系统的性能指标、稳态误差的概念及计算、系统稳定性的概念、系统极点在S平面上的分布与稳定性的关系、劳斯代数稳定性判据及应用。第四部分的重点是根轨迹的概念、根轨迹的绘制方法和利用根轨迹对系统的分析，尤其要讲清根轨迹方程的意义。第五部分以讲清频率特性是系统数学模型的一种，要讲清G（s）H（s）平面上的Nyquist轨迹、（-1，j0）点与S平面上的j轴、根轨迹的映射关系。其重点是Nyquist稳定性判据，在教学中应注意多举例、多做习题、反复巩固。如时间允许可以介绍一些Bode图（半对数幅频特性曲线和相频特性曲线）的概念和绘制方法。本课程的知识难点主要是第二部分数学模型中的结