《离散控制原理》课程教学大纲（本科）

1、离散控制原理（Discrete Control Principle）课程代码：（无需填写）学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：自动控制原理；现代控制理论适用专业：自动化教材：（离散时间控制系统，尾形克彦，电子工业出版社，2014年）一、课程性质与教学目标（一）课程性质专业选修课（二）教学目标（需包括知识、能力与素质方面的内容）离散控制原理系统介绍离散时间控制系统的基本概念、基础理论及分析和 设计方法。通过本课程的学习，使学生初步掌握离散控制原理的基本知识及其分析方法, 对控制理论有更全面的了解，为后续专业课和毕业设计打好理论基础。

2、课程的具体目标 如下：.知识方面离散时间控制系统研究中必需的z变换理论；离散时间系统的z平面分析方法，包 括冲激采样、数据保持、采样定理、脉冲传递函数和数字滤波器等；利用传统方法进行 离散时间控制系统设计；离散时间系统的状态空间分析方法；极点配置和观测器设计， 包括可控性、可观测性、极点配置、状态观测器和伺服系统；离散时间控制系统设计的 多项式方程法；有限阶和无限阶二次型最优控制问题。.能力与素质方面掌握离散时间控制系统的基本概念、基础理论以及分析和设计方法，并且具备一定 运用所学理论知识解决相关实际控制问题的能力。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章绪论（一）教学内容.引言.数字控制系统

3、.量化和量化误差.数据采集、转换和分配系统（二）教学要求了解本课程的学习意义；掌握几类典型离散控制系统。（三）重点与难点.重点数字控制系统，量化与量化误差，数据采集与转换。.难点量化，数据的采集与转换。第二章z变换（一）教学内容Z变换初等函数的z变换z变换的重要性质和定理z反变换利用z变换法解差分方程（二）教学要求.熟练掌握Z变换与Z反变换；.掌握z变换的重要性质。（三）重点与难点.重点Z变换与Z反变换，Z变换的重要性质和定理。.难点Z变换与Z反变换，Z变换的重要性质和定理。第三章离散时间控制系统的Z平面分析（一）教学内容.冲激采样和数据保持.求解z变换的卷积积分法.由采样信号还原连续信号.脉

4、冲传递函数.数字控制器与数字滤波器的实现（二）教学要求.正确理解冲激采样和数据保持的概念。.掌握卷积积分法，掌握由采样信号还原连续信号。.掌握脉冲传递函数。（三）重点与难点.重点冲激采样和数据保持，卷积积分法，采样信号还原连续信号，脉冲传递函数。.难点卷积积分法，数字控制器与数字滤波器的实现。第四章离散时间控制系统的传统设计方法（一）教学内容l.s平面到z平面的映射.z平面内闭环系统的稳定性分析.暂态和稳态响应分析.根轨迹设计法.频率响应设计法.解析设计法（二）教学要求掌握离散时间控制系统的传统分析与设计方法。（三）重点与难点.重点z平面内闭环系统的稳定性分析，暂态和稳态响应分析，解析设计法。

5、2滩点根轨迹设计法，频率响应设计法，解析设计法。第五章状态空间分析（一）教学内容.离散时间系统的状态空间表示法.脉冲传递函数矩阵.连续时间状态空间方程的离散化.李雅普诺夫稳定性分析（二）教学要求.掌握离散时间系统的状态空间表示法。.掌握脉冲传递函数矩阵和连续时间状态空间方程的离散化。.掌握李雅普诺夫稳定性分析方法。（三）重点与难点.重点脉冲传递函数矩阵和连续时间状态空间方程的离散化，李雅普诺夫稳定性分析方 法。.难点李雅普诺夫稳定性分析。第六章极点配置和观测器设计（一）教学内容.可控性、可观性.状态空间分析和设计中的有用变换.极点配置设计.状态观测器.伺服系统（二）教学要求.正确理解离散时间系

6、统可控性与可观性概念。.掌握状态空间分析和设计中的有用变换。.掌握极点配置设计和状态观测器设计。（三）重点与难点.重点极点配置设计和状态观测器设计。.难点极点配置设计和状态观测器设计，伺服系统。第七章控制系统设计的多项式方程法（一）教学内容.丢番图方程.控制系统设计的多项式方程法.模型匹配控制系统的设计（二）教学要求.理解丢番图方程。.掌握离散时间控制系统设计的多项式方程法。.掌握模型匹配控制系统的设计。（三）重点与难点L重点控制系统设计的多项式方程法。.难点控制系统设计的多项式方程法O第八章二次型最优控制系统（一）教学内容.二次型最优控制.稳态二次型最优控制.伺服系统的二次型最优控制（二）教

7、学要求.理解二次型最优控制。.掌握稳态二次型最优控制和伺服系统的二次型最优控制。（三）重点与难点.重点二次型最优控制和伺服系统的二次型最优控制。.难点二次型最优控制和伺服系统的二次型最优控制。三、教学形式与学时分配（按序填写）教学形式及学时分配课堂教学实验上机课程实践小计第一章22第二章33第二早34第四章44第五章33第八早66第七章55第八章66合计3232注：课程实践学时按相关专业培养计划列入表格。四、主要教学方法讲授法、讨论法。五、课程考核考核方式或途径考核要求考核权重备注平时作业完成1020个习题，主要考核学生对每 节课知识点的复习、理解和掌握度，计 算全部作业的平均成绩再按15%计入 总成绩；以随机的形式，在每章内容进 行中或结束后，随堂测试13题，主要 考核学生课堂的听课效果和课后及地 复习消化本章知识的能力，最后按5% 计入课程总成绩。20%根据平 时作业 得分取 平均值期末考试试卷题型包括计算题、分析题和综合应 用题3大类，以卷面成绩的80%计入课 程总成绩。80%注：1 .考核方式或途径主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作 业、小论文、工程设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。.实验工程考核要求需说明对预习报告、实验操作、实验报告等考核要求。.考核权重指该考核方