自动控制原理课程教学大纲许

自动控制原理课程教学大纲课程编号0102210课程名称自动控制原理PrincipleofAutomaticControl课程基本情况学分/学时3.0学分/48学时课程性质专业基础课适用专业电气工程及其自动化先修课程高等数学，电路理论、模拟电子技术评价方式平时考勤及课堂讨论10%、作业及实验20%、期末考试70%后继课程无开课单位电气信息学院教材及参考书教材：《自动控制原理》（第2版），李晓秀主编，机械工业出版社，2011年。参考书目：①《自动控制原理》（第5版），胡寿松主编，科学出版社，2007年；②《自动控制理论》（第2版），文锋，贾光辉主编，中国电力出版社，2002年；③《工程控制基础》，田作华等主编，清华大学出版社，2007年。课程简介自动控制原理是电气工程及其自动化专业的一门必修的专业基础课，其主要内容是：控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频率特性法、控制系统的综合校正。

课程培养能力1、通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基本原理，初步建模方法，熟悉系统的数学模型表示方法。2、掌握自动控制系统分析方法。包括用时域法、根轨迹法和频率特性法等对自动控制系统进行分析。3、能用自动控制系统的基本方法对系统进行设计与分析。课程培养能力与毕业要求的支撑关系毕业要求课程培养能力与毕业要求的支撑关系1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题；1.1能将数学、自然科学、工程基础和专业知识运用到复杂电气工程问题的恰当表述中；课程培养能力1、21.2能针对一个电机、电器和电力系统或其中某一部分建立合适的数学模型，并利用恰当的边界条件求解；课程培养能力11.3能将工程原理和专业知识用于分析电气工程问题的解决途径，并改进之；1.4能将专业知识用于判别电机、电器和电力系统的工作性能和优化途径。2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识另人表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论；2.1能识别和判断电机、电器和电力系统工程问题的关键环节和参数；课程培养能力1、22.2能认识到解决问题有多种方案可选择；课程培养能力22.3能分析文献寻求可替代的解决方案；2.4能正确表达一个工程问题的解决方案；课程培养能力1、22.5能运用基本原理证实解决方案的合理性。课程培养能力23.设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素；3.1能够根据设计需求确定设计目标；课程培养能力33.2能够在安全、环境、法律等现实约束条件下，通过技术经济评价对设计方案的可行性进行论证；3.3能够通过建模进行电机、电器工艺计算和设备设计计算：

3.4能够集成单元过程进行工艺流程设计，对流程设计方案进行优选，体现创新意识；3.5能够用图纸和设计报告等形式，呈现设计成果。4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论；4.1能比较和选择研究路线，独立设计实验方案；4.2能搭建和操作实验装置，安全开展工程相关实验；课程培养能力24.3能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联；课程培养能力24.4能对实验结果进行分析和解释，并与理论模型进行比较。课程培养能力35.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；5.1能够根据电机、电器和电力系统工程问题选择合适的现代工具；5.2能够使用现代工具，针对一个电机、电器和电力系统或其中某一部分建立合适的仿真模型；课程培养能力15.3能够调整仿真模型参数以达到预期效果；课程培养能力25.4能够对仿真结果进行分析研究，以便对工程问题进行预测与模拟，并能够理解其仿真的局限性。课程培养能力36.工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任；6.1能够运用工程知识合理分析和正确评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的作用；6.2能够认识专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会的积极影响。7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响；7.1能够认识工程实践与环境、可持续发展的利益不完全一致性；7.2能够正确分析工程实践方案与环境、可持续发展的利益冲突关系。8.职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；8.1能够认识和判别工程实践对社会、行业的积极影响和负面影响；8.2能够在工程实践中体现对社会、行业的积极影响；8.3能够在工程实践中应用技术手段降低对社会、

行业的负面影响和局限性。9.个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色；9.1能主动与其他学科的成员合作开展工作；9.2能独立完成团队分配的工作；9.3能胜任团队成员的角色与责任；9.4能倾听其他团队成员的意见；9.5能组织团队成员开展工作。10.沟通：能够就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；10.1能够针对不同层面的对象正确表达工程问题；10.2能够通过报告正确描述复杂电气工程问题；10.3能够通过设计文稿表达复杂电气工程问题；10.4能够通过口头方式描述复杂电气工程问题；10.5能够采用一门外语描述工程问题。11.项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用；11.1能够运用工程管理原理提高多学科工程实践的效果；11.2能够运用经济决策方法分析工程技术、管理与经济效果之间的关系。12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。12.1能够正确认识自我探索和学习的必要性；12.2能够独立的解决工程问题。教学内容、教学序号内 容学时对应的课程能力培养1自动控制的基本原理，开环控制与闭环控制，自动控制系统的分类，自动控制系统的基本要求21、22控制系统的微分方程，传递函数，方框图，信号流图813典型输入信号和阶跃响应性能指标，控制系统的稳定性分析，控制系统暂态性能分析，控制系统稳态性能分析81、2

要求与学时分配4根轨迹方程，绘制根轨迹的基本条件、基本规则，应用根轨迹图分析控制系统61、25频率特性的概念，典型环节的频率特性，开环频率特性曲线绘制，奈奎斯特稳定判据，稳定裕量，频率特性与系统动态性能的关系101、2，36系统校正的一般概念，校正方式，串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后-超前校正，PID控制器81、2，37实验：1、MATLAB用于时域分析；2、MATLAB用于根轨迹分析3、MATLAB用于频域分析62本课程属于专业基础课程，学习本课程的重点和难点就是如何在不多的课时中使学生掌握自动控制系统分析的时域法、根轨迹法和频率特性法，并能用这些方法对给定数学模型的系统进行性能分析和计算。教学方法拟采用以下的教学方法进行教学：教学方法（1）讲清概念，强调基本方法的应用，减少繁琐的数学