《自动控制基础》课程教学大纲

1、自动控制基础课程教学大纲编 号：40024030英文名称：Foundation of automatic control适用专业：测控技术与仪器责任教学单位：电子工程系，测控技术与仪器教研室总 学 时：48（其中实验学时8）学 分：3.0考核形式：考试课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：使学生获得自动控制的基本理论、基本知识和基本分析方法，使学生正确理解和运用自动控制的相关理论，掌握一套较完整的系统分析、设计和计算方法。不仅为后续课程的学习奠定基础，而且直接为解决实际控制系统问题提供理论和方法。本课程的主要教学方法：本课程以多媒体讲授、讨论为主。本课程与其他课程的联系与分工：本课程是测控技

2、术与仪器专业的一门专业基础，前序课程为：复变函数、工程数学、电路分析基础、信号与系统等，后续课程为DSP原理与应用、嵌入式系统及应用、机器人控制技术等，是多门专业课程的理论基础。主要教学内容及要求：第一部分 自动控制的一般概念教学重点：1自动控制有关概念；2自控系统分类、结构与组成，表示符号；3控制系统性能要求。教学难点：自控系统结构、组成及表示符号教学要点及要求：了解课程性质与主要内容，研究对象与方法，自控发展简史；理解自控系统分类、结构与组成，表示符号；掌握自动控制的基本概念，开环与闭环控制；对控制系统性能的总体要求。第二部分 控制系统的数学描述教学重点：1控制系统的数学模型表示；2控制系

3、统的机理建模；3控制系统的框图表达与框图化简；4控制系统频率特性描述、图形化表示方法。教学难点：1控制系统的框图表达与框图化简；2控制系统频率特性描述、图形化表示方法。教学要点及要求：了解系统的零、极点等的概念；理解一般的机电系统等机理建模的方法；掌握控制系统的微（差）分方程描述、状态空间描述、传递函数描述、框图表达与框图化简；掌握控制系统频率特性描述、图形化表示方法。第三部分 控制系统的动、静态性能分析教学重点：1连续(离散)控制系统的动态指标和静态误差的概念；2动态指标和静态误差的计算；3一般控制系统的动、静态性能分析；4用计算机软件分析系统性能。教学难点：1动态指标和静态误差的计算；2一

4、般控制系统的动、静态性能分析。教学要点及要求：理解连续(离散)控制系统的动态指标和静态误差概念；掌握动态指标和静态误差的计算方法，掌握控制系统的动、静态性能分析方法，能够用计算机软件分析系统性能。第四部分 控制系统的稳定性分析教学重点：1稳定性的概念和定义；2分析系统稳定性的常用判据；3用计算机软件分析系统稳定性。教学难点：分析系统稳定性的常用判据教学要点及要求：了解用计算机软件分析系统稳定性；理解稳定性的概念和定义；掌握分析系统稳定性的常用判据（代数判据、频域判据、根轨迹分析方法）。第五部分 控制系统的综合方法教学重点：1控制系统校正的一般原理与不同的校正方式；2连续(离散)控制系统的常见综

5、合方法；3离散系统的数字校正方法。教学难点：连续(离散)控制系统的常见综合方法教学要点及要求：了解控制系统校正的一般原理与不同的校正方式；理解连续(离散)控制系统的常见综合方法：根轨迹法、频率特性法、极点配置法；掌握离散系统的数字校正方法。学时分配表：序号教学内容学时分配学时备注讲课实验1自动控制的一般概念222控制系统的数学描述10123控制系统的动、静态性能分析8484控制系统的稳定性分析102145控制系统的综合方法10212合计40848实验要求：第一次实验（2学时）实验名称：典型环节及其阶跃响应差实验的目的：学习构成典型环节的模拟电路，了解电路参数对典型环节特性的影响。 实验的内容和

6、要求：能够按要求接好电路，做完实验，掌握典型环节阶跃响应的测量方法，学会由阶跃响应曲线计算典型环节的传递函数。使用的设备和仪器：自动控制原理实验箱。第二次实验（2学时）实验名称：控制系统的稳定性分析实验的目的：观察系统的不稳定现象；研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。实验的内容和要求：能够按要求接好电路，做完实验，理解系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。使用的设备和仪器：自动控制原理实验箱。第三次实验（2学时）实验名称：频率特性的测试实验的目的：加深了解系统及元件频率特性的物理概念。 实验的内容和要求：能够按要求接好电路，做完实验，掌握系统及元件频率特性的测量方法。使用的设备和仪器：自动控制原理实验箱。第四次实验（2学时）实验名称：系统的串联校正实验的目的：研究串联校正环节对系统稳定性及过渡过程的影响。熟悉和掌握系统过渡过程的测量方