自动控制理论课程教学大纲

1、自动控制理论课程教学大纲一、课程性质、目的和要求     本课程是一门理论性很强、但应用范围很广的专业基础课。它的重点在于学习自动控制系统的分析和系统综合设计的方法。主要研究对象是线性定常单变量控制系统的基本理论和方法，介绍了经典控制理论的时域分析方法、频率特性法、根轨迹法，并对系统分析与设计作了充分的介绍。为轮机管理专业、船电专业学生学好后续专业课主机遥控、轮机自动化奠定基础。主要目的：培养学生 1掌握经典控制论中，线性定常连续、单输入单输出闭环控制系统的工作原理、分析和综合，掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，使其具有分析和设计自动控制系

2、统的初步能力，使学生对系统的认识上升到更高的层次。2了解控制系统中常用的检测装置，常用执行机构的工作原理，数学模型的建立过程，以及自控原理、经典控制论在当今的发展状况。3了解并掌握对系统的仿真，其中包括模拟仿真和数字仿真，使学生建立起仿真的概念，并灵活应用于解决实际问题，掌握用模拟和数字仿真方法来进行原理实验，获得仿真实验技能的基本训练。二、课时分配本课程教学总时数为80学时，具体课时分配见课时分配表课时分配表序号课题教学时数小计讲课现场教学习题机动1自动控制系统的一般概念8622控制系统的数学模型12123线性系统的时域分析法1612224线性系统的根轨迹法161425线性系统的频域分析法1

3、41226线性系统的校正方法12822机 动22 总 计80621042三、课程内容第一章：自动控制的一般概念    主要内容：要求建立必要的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。现场教学一：熟悉MATLAB软件操作系统第二章：控制系统的数学模型主要内容：对系统的讨论从定性到定量，建立起系统中各组成部分的数学模型：传递函数，并掌握自控原理中定量数学模型的表示法以及求一个自控系统的传递函数，并对非本质非线性的系统怎样进行线性化有一定的了解。重点：准确掌握传递函数的概念，以及系统中开环传函和闭环传函

4、的概念；怎样由一个系统的方框图求系统的闭环传递函数。第三章：线性系统的时域分析法    主要内容：了解对于线性定常连续系统的在时域上的分析的一般过程，典型输入信号的拉氏变换。一阶系统的过渡过程，掌握二阶系统的过渡过程和高阶系统的过渡过程，控制系统的稳定性分析，以及控制系统稳态误差的计算方法。了解无差度的概念。掌握消除和减少稳态误差的办法以及了解用复合控制怎样可以减少系统的稳态误差，提高系统的无差度的原理。重点：结合第一章提出的对控制系统的基本要求，第三章中重点掌握时域上描述系统动态性能的特性指标%、ts。劳斯判据判断系统的稳定性。稳定误差计算以及减少标志

5、误差，提高控制精度的办法。现场教学二：一阶惯性环节和二阶系统的阶跃响应 第四章：线性系统的根轨迹法主要内容：根轨迹的概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则，用根轨迹法分析系统；主导极点。重点：用根轨迹分析系统。难点：用根轨迹法设计系统参数。现场教学：根轨迹法分析系统性能 第五章：线性系统的频域分析法主要内容：频域特性的物理意义，图文表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频域特性建立系统的数学模型。重点：频率特性的物理意义；奈氏判据证明及稳定裕度的确定。难点：开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及对应系统传递函数的确定。 现场教学四： 一阶惯性环节频率特性测定与研究第六章：线

6、性系统的校正方法主要内容：串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后超前校正。重点：串联超前校正网络的设计与实现，复合校正方法。难点：串联滞后超前校正网络的设计。现场教学五：频率特性法校正系统 三、教学方法教学以讲授为主，系统的概念贯彻始终，以分析问题、解决问题为主线，建立牢固的负反馈概念。注意与实际应用的结合和扩充应用的范围。五、教材与主要参考书教材：自动控制理论基础教程自编教材 主要参考书：自动控制原理（第三版）主编：胡寿松  国防工业出版社自动控制原理  主编：杨自厚  冶金工业出版社                自动控制原理  主编：蔡尚峰  机械工业出版社六、对教师的基本要求1、  熟