自动化教学大纲

电路原理课程教学大纲

课程名称：电路原理课程性质：必修课

总学时：80（理论学时：60；实验学时：20）学分：6

适应专业：自动化专业开课单位：电力学院

先修课程：《高等数学》，《线性代数》，《积分变换》，《大学物理》

一、课程的性质、目的

《电路原理》是电类专业必修的一门重要的技术基础课，它具有基础科学和技术科学的二重性,

不仅使电类学生学习后续课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的实际问题服务。通过本课程

的学习，学生应该掌握近代电路理论的基本知识和概念，能分析计算电路，初步具有解决实际问题

的能力，并为后续课程准备必要的电路理论知识。通过学习该课程，可以培养学生的科学思维能力，

树立理论联系实际的工程观点和提高学生分析问题和解决问题的能力。

二'课程的主要知识点及基本要求

第一章电路模型和基本定律

主要知识点：理想元件与电路模型概念，集总电路的概念；电压、电流及其参考方向的概念；

电阻元件、电压源、电流源和受控源的伏安关系及功率的计算；基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压

定律。

重点：电压与电流的参考方向，基尔霍夫定律。

难点：功率的计算，基尔霍夫定律的灵活应用。独立电源和受控源的区别。

第二章电阻电路的等效变换

主要知识点：等效与等效变换的概念；电阻的串联和并联；电阻的Y形连接和△形连接的等效

变换；电压源、电流源的串联和并联、实际电源的两种模型及其等效变换，输入电阻的计算。5.

支路电流法。

重点：实际电源之间的等效变换，输入电阻的求法通过本章的学习

难点：等效的实质。

第三章电阻电路的一般分析

主要知识点：独立方程个数，支路电路法，回路电流法，结点电压法

重点：回路电流法，结点电压法。

难点：回路电流法

第四章电路定理

主要知识点：叠加定理，替代定理、戴维南定理、最大功率传输定理。

重点：叠加定理，替代定理、戴维南定理。

难点：戴维南定理的灵活应用8.叠加定理

第六章储能元件

主要知识点：电感电容元件的伏安关系，电感电容元件的串并联

重点：两种元件的伏安关系

第七章一阶和二阶电路的时域分析

主要知识点：动态电路的方程及其初始条件；零输入响应、零状态响应、全响应；一阶电路全

响应的三要素法；阶跃响应和冲激响应；二阶电路微分方程的建立，二阶电路零输入响应。

重点：换路定律；零输入和零状态的概念；三要素的分析一阶电路暂态过程；

难点：二阶电路的分析

第八章相量法

主要知识点：复数；正弦量，相量法的基础，有效值和相位差的概念；电路定律的相量形式。

重点：正弦量的相量表示，电路定律的相量形式

难点：相量和正弦量的关系

第九章正弦稳态电路分析

主要知识点：阻抗、导纳及阻抗（导纳）的串联和并联；电路的相量图；正弦稳态电路的分析;

正弦稳态电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的概念及计算，复功率的概念；最大功

率传输。

重点：电阻、电容、电感加正弦交流电的各物理关系式；单相交流电路的分析方法；三角形的

关系，功率因数提高的概念以及相量图的分析方法；

难点：稳态电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的关系及计算。

第十章含有耦合电感的电路

主要知识点：互感、同名端、互感系数、耦合系数的概念；含耦合电感电路的分析；空心变压

器、理想变压器。

重点：含耦合电感电路的分析；理想变压器。

难点：对耦合电感的处理方法

第十一章电路的频率响应

主要知识点：网络函数；串联谐振与并联谐振的概念；RLC串联、并联电路的频率特性；波特

图。

重点：RLC串联、并联谐振特点

第十二章三相电路

主要知识点：三相电路，对称三相电路的计算。不对称三相电路的概念。三相电路的功率。

重点：三相电路的基本概念及基本分析方法；线电压、线电流、相电压、相电流在Y和△联接

中的关系；对称三相电路的分析方法以及二瓦计法的基本原理；

难点：不对称三相电路的计算，三项电路的功率。

第十三章非正弦周期电流电路和信号的频谱

主要在知识点：傅立叶级数，有效值，非正弦周期电流电路的计算

重点：有效值，非正弦周期电流电路的计算

第十四章线性动态电路的复频域分析

主要知识点：拉普拉斯变换；复频域中的电路定律与电路模型；动态过程的复频域分析法；网

络函数的零极点

重点：复频域中的电路定律与电路模型，用拉普拉斯变换分析动态电路的方法。

难点：网络函数的概念及网络函数极点对冲及响应的影响。

第十五章电路方程的矩阵形式

主要知识点：关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵；回路方程的矩阵形式；结点电压方程的矩阵形

重点：回路方程的矩阵形式；结点电压方程的矩阵形式

难点：割集的概念及割集矩阵。

三、课程学时分配

■ate.-M-

早T内容讲授学时实验学时备注

1电路模型和基本定律42

2电阻电路的等效变换4

3电阻电路的一般分析6

4电路定理64

5储能元件1

6一阶和二阶电路的时域分析64

7相量法2

8正弦稳态电路分析106

9含有耦合电感的电路4

10电路的频率响应12

11三相电路22

12非正弦周期电流电路和信号的频谱2

13线性动态电路的复频域分析6

14电路方程的矩阵形式6

合计6020

四、考核方式

笔试，实验、平时三项综合评定。卷面成绩占80%,实验成绩占10%,平时作业占10%。

五、推荐教材和教学参考书

使用教材：《电路原理》邱关源主编高等教育出版社第五版

参考书：

1.《工程电路分析》（第六版），（美）WilliamH.Hayt,Jr.,JackE.Kemmerly,StevenM.

Durbin,电子工业出版社；

2.《电路基础》（FundamentalsofElectricCircuits）,清华大学出版社；

3.《电路》，黄远寿，刘光丽编，电工原理教研室；

4.《电路分析》，胡翔骏编，高等教育出版社。

模拟电子技术课程教学大纲

课程名称模拟电子技术课程性质：专业基础课

总学时：64其中（理论学时：48；实践学时：16）学分：4

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：电路

一'课程性质、目的

本课程是电子信息类等专业学生重要的专业基础课，是一门理论性和实践性很强的课程。本课

程将对目前一些最常用的基本电子电路的工作原理、分析与设计方法进行讨论，包括应用PSPICE

程序及其他常用EDA软件对电子电路进行分析与设计。通过本课程学习，使学生获得电子方面的基

本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程学习打下良好基

础。

二、课程主要知识点及基本要求

半导体器件基本：半导体中的载流子和导电规津，PN结的原理及物性，半导体二极管、三极

管、场效应管的工作原理特性曲线和主要参数。了解这些器件的工作原理和主要参数，理解它们的

外特性，以便能正确使用和合理选择这些器件。

电压放大与反馈电路：单管放大电路是构成各种复杂电路的基本单元，以几种单管放大电路为

核心，介绍放大电路的组成原则、工作原理、性能指标及计算方法。了解场效应管单管放大电路的

特点，了解放大电路的级间耦合及多级放大电路的频率响应。介绍反馈的基本概念，四种页反馈放

大电路的自激振荡及消除方法，理解反馈类型的判断及深度页反馈电路的计算，理解页反馈对放大

电路性能的改善以及为达到此目的而引入页反馈的一般原则。

介绍功率放大电路的基本概念、基本要求，互补准互补放电路的组成。工作原理、图解分析法

及有关计算。了解功率放大与电压放大电路的各自特点，了解典型集成功放电路的基本组成及特点，

理解几种常见的功率放大电路的基本结构、工作原理、输出功率的计算，功放管的选择。

介绍集成运放内部电路的结构、工作原理，差功放大电路的有关计算；由集成运放组成的同相、

反相比例运算电路，加法、减法、微分、积分、对数、反对数等模拟量运算电路的基本结构、工作

原理。介绍由集成运放组成的有源低通、高通滤波电路，有源带通、带阻及全通滤波电路。了解电

流源电路、输出级电路的结构、原理及特点，了解对数、反对数、电路的结构特点，了解二阶高通、

带通和典型带阻滤波电路的基本结构和基本性能。理解差功电路的结构、工作原理及动态指标的计

算；理解同相、反相比例运算电路、加法减法、微分、积分运算电路的结构特点及有关运算；理解

一阶低通、高通及二阶压控电压源低通电路的结构特点和主要性能。

介绍RC、LC和石英晶体、正弦波发生电路的基本结构、基本工作原理，介绍矩形波、三角波、

锯齿波等非正弦波发生电路的结构特点和工作原理。了解石英晶体、正弦波发生电路的原理和特点，

了解三角波、锯齿波发生电路以及它们之间的变换电路，理解交氏桥正弦波、哈特莱正弦波、考毕

兹正弦波发生电路的基本结构、工作原理和振荡频率的计算，理解矩形小发生电路的基本组成、工

作原理和特点。

介绍组成直流电源的整流电路、滤波电路、稳压电路的基本组成、工作原理。理解单相桥式全

波整流电路、电容滤波电路的组成、原理、特点及有关指标的计算，理解具有放大环节的串联反馈

式稳压电路的基本组成和稳压原理。了解其它形式的整流电路、滤波电路、稳压电路的特点，了解

限流保护、截流保护，过压保护电路的工作原理，了解集成稳夺电路的基本结构、工作原理和基本

应用电路。

三、教学内容及学时分配

1.常用半导体器件（8学时）

2.基本放大电路（10学时）

3.多级放大电路（6学时）

4.集成运算放大电路（2学时）

5.放大电路中的反馈（8学时）

6.信号的运算和处理（6学时）

7.功率放大电路（2学时）

8直流电源（6学时）

9.实验（16学时）

合计（64学时）

四'课程考核及成绩评定

卷面80%,平时、作业和实践20%

五、推荐教材和教学参考书

教材：《模拟电子技术基础》，童诗白编著，高等教育出版社，2008年。

参考书：《电子技术基础》模拟部分（第三版），康华光编著，高等教育出版社，1988

《电子技术导论》，沈肖贤编著，高等教育出版社，1988

《模拟集成电子技术教程》，邓汉馨编著，高等教育出版社，1994

数字电子技术课程教学大纲

课程名称数字电子技术课程性质：专业基础课

总学时：64其中（理论学时：48；实践学时：16）学分：4

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：电路、模拟电子技术

一'课程性质、目的

本课程是电气类、电子信息类及自控类等专业在电子技术方面入门性质的专业基础课。它具有

自身的体系，是实践性很强的一门课程。本课程的任务是：使学生获得电子技术方面的基本理论知

识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后深入学习电子技术在专业中的应用及

本学科前沿知识打下良好的基础。

二、课程主要知识点及基本要求

1.了解数制及其相互转换；掌握逻辑函数的基本概念；熟悉逻辑代数基本定律、基本公式，掌

握逻辑函数的公式法化简法及卡诺图化简法。

2.掌握晶体二极管和晶体三极管的开关特性，熟悉基本逻辑门电路：掌握TTL和CMOS各种

门电路及各种集成触发器的逻辑功能和外特性；了解集成门电路实际应用。

3.掌握一般用组合逻辑电路的分析与设计方法，熟悉算术运算电路、编码器、译码器、电路的

组成、工作原理及特点；熟悉数字比较器、奇偶校验器、数据选择器等常用中规模集成电路的工作

原理及应用。

4.掌握时序逻辑电路的基本单元--RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能的描述方式，

即状态转换真值表、特性方程、工作波形图和状态转换图等；熟悉触发器的应用。

5.掌握时序逻辑电路的分析方法；熟悉寄存器和移位寄存器、异步计数器、同步计数器的工作

原理，掌握二进制计数器的组成方法；熟悉中规模集成电路的逻辑功能、使用方法和应用；了解同

步时序逻辑电路的设计方法。

6.熟悉常用脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用。熟悉单稳态触发器的电路组成、工

作原理和应用，了解多谐振荡器和施密特触发器的工作原理及功能，了解555定时器的功能、特点及

其主要应用。

7.了解A/D,D/A转换器的基本工作原理和应用；了解半导体存储器、可编程逻辑器件的原理

及其应用。

三'教学内容及学时分配

一、逻辑代数基础及门电路基础（6学时）

1、二、八、十六、十进制的基本概念和相互转换

2、余3码，8421码，循环码（格雷码）

3、BCD码，8421码，余3码和循环码和奇偶校验码

4、2进制码和循环码之间的转换

5、补码，反码，原码及其转换

6、基本的逻辑运算和逻辑代数的基本公式、定理

7、逻辑运算和代数运算的区别

8、逻辑代数的5种描述方法及其相互转换

9、逻辑化简方法

10、最大项，最小项，无关项及其逻辑函数的2种标准式

11、正负逻辑的基本概念

12、非门的电路模型

13、互补输出电路结构及其工作原理

14、门电路的主要技术参数及逻辑功能

二、组合逻辑电路（10学时）

1、组合逻辑电路的定义和特点

2、组合逻辑电路的基本分析方法

3、组合逻辑电路的语言描述方法

4、几种常用的组合逻辑模块的功能及其应用

5、组合逻辑电路的一般设计方法

6、组合逻辑电路中的竞争一冒险现象

三、时序逻辑电路（18学时）

1、基本触发器的原理和应用

2、触发器作为二进制信息的存储与传送

3、触发器的几种触发方式

4、各种触发器的逻辑功能

5、触发器的动态特性

6、集成触发器

7、时序逻辑电路

8、时序电路的几种描述方法

9、同步时序电路的分析与设计

10、异步时序电路的分析

11、几种常用时序逻辑电路及其应用

12、时序电路的语言描述方法

四、存储器（4学时）

1、只读存储器的基本结构及存储机理

2、只读存储器的几种类型

3、随机存储器的基本结构和存储机理

4、存储器的容量扩展

5、用存储器实现组合逻辑函数

五、可编程逻辑器件（2学时）

1、可编程逻辑器件的结构和特点

2、CPLD,FPGA的结构及特点

3、应用可编程逻辑器件实现组合逻辑电路和时序逻辑电路的基本方法

六、脉冲波形的产生和整形（4学时）

1、单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器的基本工作原理及特点

2、集成单稳态触发器、施密特触发器原理及应用

3、555定时器的工作原理及应用

七、A/D、D/A转换（4学时）

1、典型常用的D/A转换器的工作原理及主要技术指标

2、A/D转换的基本工作原理及步骤

3、A/D转换器的工作原理及主要技术指标

4、间接A/D转换器的基本原理

四'课程考核及成绩评定

卷面80%,平时\作业和实践20%

五、推荐教材和教学参考书

教材：《数字电子技术基础》，闫石编著，高等教育出版社，2008年。

参考书：《电子技术基础》数字部分，康华光编著，高等教育出版社，2008

《电子技术导论》，沈肖贤编著，高等教育出版社，1988

自动控制理论基础课程教学大纲

课程名称：自动控制理论基础课程性质：必修

总学时：64其中（理论学时：54；实践学时：10）学分：4

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：数学（含工程数学）、电路与磁路，电子技术基础、电机与拖动等课程。

一'课程性质'目的

本课程是一门理论性很强、但应用范围很广的专业基础课，同时也是一门必修课。

学习这门课程的目的是：

（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'课程主要知识点及基本要求

本课程的主要知识点如下：

（1）自动控制系统的一般概念；

（2）控制系统的数学模型；

（3）线性系统的时域分析法；

（4）线性系统的根轨迹法；

（5）线性系统的频域分析法；

（6）线性系统的校正方法；

（7）线性离散系统；

（8）非线性控制系统；

（9）线性系统的状态空间分析与综合。

本课程的基本要求如下：

（1）了解自动控制系统的发展概况及基本构成。

（2）掌握线性系统的时域分析、根轨迹法和频率响应法及线性系统的校正与综合。

（3）熟练掌握非线性控制系统的相平面分析方法以及离散控制系统的分析方法。

（4）熟练掌握线性系统的能控性和能观性的分析方法。

三、教学内容及学时分配

1.教学内容

（-）控制系统的一般概念

引言；开环控制与闭环控制；自动控制系统的组成及对控制系统的要求；控制系统的分类。这

部分内容的重点是自动控制系统的组成，难点是控制系统方框图的绘制。

（-）控制系统的数学模型

控制系统的运动方程式：非线性运动方程的线性化；传递函数；控制系统的方框图及化简；控

制系统的传递函数；信号流图；脉冲响应。这部分内容的重点是传递函数的求取方法，难点是方框

图和信号流图的化简方法。

（三）控制系统的时域分析

一阶系统的时域分析；二阶系统的时域分析；高阶系统的时域分析；线性系统的稳定性及稳定

判据；控制系统的稳态误差；复合控制的误差分析。这部分内容的重点是二阶系统的时域分析，难

点是控制系统的稳定性判别和计算。

（四）根轨迹法

根轨迹的一般概念；绘制根轨迹的一般规则；其它情况根轨迹的绘制；控制系统性能的根轨迹

分析。这部分内容的重点是一般根轨迹的绘制，难点是参数根轨迹的绘制方法。

（五）频率响应法

引言；频率响应；频率响应的一般表示法典型环节的频率响应；系统开环频率响应的绘制；奈

奎斯特稳定判据；相角裕度和幅值裕度；闭环频率响应和时域性能指标关系；开环频率对数特性和

闭环系统性能指标之间的关系。这部分内容的重点是利用幅频特性图分析系统的稳定性，难点是稳

定裕度的求取。

（六）线性控制系统的校正与综合

引言；用频率响应法进行系统校正装置和综合法设计；用频率响应法进行系统校正装置和分析

法设计；线性控系统的根轨迹法校正与综合；串联校正与反馈校正的比较。这部分内容的重点是串

联校正方法，难点是系统的综合校正。

（七）非线性控制系统的分析

非线性控制系统概述；描述函数法；相平面法；波波夫法。这部分内容的重点是描述函数法，

难点是相平面法。

（A）离散控制系统分析

基本概念；Z变换；脉冲传递函数；线性离散控制系统的分析；线性离散系统的校正与综合；最

少拍随动系统的设计。这部分内容的重点是Z变换方法和脉冲传递函数的求取，难点是最少拍随动

系统的设计

2.学时分配

课内

序号内容

讲课实验

1

控制系统的一般概念2

2

控制系统的数学模型6

3

控制系统的时域分析10

4

根轨迹法8

5

频率响应法8

6

线性控制系统的校正与综合8

7

非线性控制系统分析4

8

离散控制系统分析8

合计5410

3.基本要求

（1）掌握基本概念：自动控制、反馈、控制系统的构成，了解如何由系统原理图形成系统的

原理方块图及判别控制方式的方法。

（2）掌握传递函数及动态结构图的基本概念，学会利用结构图和信号流图求取系统传递函

数。

（3）掌握典型响应、渐近稳定性及时域性能指标、稳态误差等基本概念。掌握一、二阶系统

性能指标的计算和参数选择方法，会进行系统稳定性和稳态误差的分析和计算。

（4）掌握根轨迹、零极点、主导极点、偶极子等基本概念，会根据已知条件绘制系统根轨迹。

（5）掌握频率特性、峰值、频带、截止频率、稳定裕度、三频段等基本概念，理解和掌握幅

频曲线的绘制方法。

（6）掌握串联（超前、滞后、PID）、反馈及复合校正的特性及其作用。会进行系统的校正。

（7）掌握非线性系统的基本概念，学会利用描述函数和相平面分析系统的稳定性。

（8）理解离散系统的基本概念，熟练掌握Z变换和脉冲函数的求取方法。

四、课程考核及成绩评定

本课程通过二方面进行考核：平时成绩（20%）+期末考试（80%）,其中平时成绩含作业及课堂

学习情况。

五、推荐教材和教学参考书

教材：胡寿松，《自动控制原理》（第三版），国防工业出版社，1994年。

参考书：吴麒，《自动控制原理》，清华大学出版社，1990年。

郑大钟，《线性系统理论》，清华大学出版社，1990年。

微机原理与接口技术课程教学大纲

课程名称微机原理与接口技术课程性质：必修

总学时：64（理论学时：48；实践学时：16）学分：4

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：《模拟电子技术》、《数字电子技术》和《电路基础》

一'课程性质'目的

本课程是自动化专业的专业基础课。主要目的是使学生掌握微型计算机工作的基本原理、汇编

程序设计方法及微型计算机应用扩展的基本原理和方法。

本课程紧密结合自动化专业的特点，围绕微型计算机原理和应用的主题，以Intel80x86CPU为

主线，系统介绍微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式，从而使学生能较清楚地

了解微机的结构与工作流程，建立起微机系统的概念。在此基础上，课程详细介绍了微机中的常用

接口电路原理和应用技术，并对现代微机系统中涉及的总线技术、内存扩展技术、数据传输方法等

问题进行描述。

二'课程主要知识点及基本要求

通过学习本课程，学生应达到：

1.了解微型计算机的组成及基本工作原理，初步建立微机系统的概念。

2.掌握汇编语言程序设计的基本方法，会用汇编语言进行基本程序设计。

3.掌握微机中存储器系统及存储芯片与CPU的连接方法。

4.理解中断概念及中断处理过程。

5.理解I/O接口的基本功能和基本结构，掌握可编程接口芯片的设定方法及应用。

6.了解微处理器及微型计算机的发展及技术特色。

7.掌握微型计算机应用扩展的基本原理和方法。

三、教学内容及学时分配

序号内容学时安排知识点性质

理论课时实验课时小计基本要求

1微型计算机44了解

概述

2Intel80x86微66重点，掌握

处理器

3Intel80x86微88重点，掌握

处理器平台

的指令系统

4汇编语言程8816难点，会用

序设计

5存储器系统426难点，掌握

6基本输入输8412重点，理解

出系统

7中断系统426重点，理解

8DMA技术及22难点，理解

DMA控制器

9总线技术22了解

10高性能计算22难点，理解

机新技术简

介

总计481664

四、课程考核及成绩评定

课程考核方式为考试，成绩评定：理论考试占80%,平时、作业和实验占20%。

五、推荐教材和教学参考书

教材：《微机原理与接口技术》，张凡编著，清华大学出版社、北方交通大学出版社，2003

年。

参考书：《微机原理及应用》，徐晨编著，高等教育出版社，2004年。

《微型计算机原理与接口技术》，尹建华编著，高等教育出版社，2003年。

信号与系统课程教学大纲

课程名称：信号与系统课程性质：必修

总学时：48其中（理论学时：44；实践学时：4）学分：3

适用专业：自动化开课单位：自动化教研室

先修课程：电路理论高等数学线性代数复变函数与积分变换等

一'课程性质、目的

《信号与系统》是高等工科院校自动化类专业本科生的一门重要专业基础课，其内容是研究信

号与系统的基本概念和基本分析方法。通过本课程的学习，认识如何建立信号与系统的数学模型，

如何求解系统响应，并对其结果给予物理解释、分析。

本课程的教学目的是：使学生从理论和实践上掌握信号与系统的基本概念，连续信号与系统的

时域分析，离散信号与系统的时域分析，连续信号与系统的频域分析以及连续信号与系统的复频域

分析和离散信号与系统的z变换等。

二、课程主要知识点及基本要求

知识点包括：信号与系统的基本概念、连续信号与系统的时域分析、离散信号与系统的时域分

析、连续信号与系统的频域分析、连续信号与系统的复频域分析、采样定理和离散信号与系统的z

变换。

通过本课程的学习，学生应能掌握信号与线性系统的分析的基本理论，基本概念；对于典型信

号能够熟练的求解系统函数，系统响应，并对其进行恰当物理分析。要求熟练掌握采样定理，连续

与离散系统响应，零极点对系统影响，系统稳定性分析，典型信号和系统在时域和变换域间关系，

了解单边双边变换关系，傅里叶变换，拉普拉斯变换，Z变换间关系。

三、教学内容及学时分配

1.信号与系统介绍（2学时）

要求掌握信号概念及其分类，系统概念及其分类，了解稳定性概念，信号与系统课程特点。重

难点是系统分类。

2.典型信号分析（4学时）

要求掌握信号奇异信号，非奇异信号，连续的离散的信号特点，信号的基本运算。重难点是奇

异信号分析，基本信号变换。

3.信号的时域分析（8学时）

要求掌握线性连续和离散系统经典求解方法及其缺点，零输入零输出求解方法特点，卷积概念

及其特点。重难点在于离散的系统零输入零输出方法求解，卷积概念及计算。

4.信号频域分析（10学时）

要求掌握连续的周期信号的傅里叶级数，周期、非周期信号的傅里叶变换，频谱概念；离散的

周期、非周期信号傅里叶变换；采用定理，调制解调，了解周期、非周期信号傅里叶变换间联系。

重难点在于频谱概念，采样定理，典型信号的周期、非周期信号傅里叶变换间联系及傅里叶变换性

质。

5.信号与系统的拉普拉斯变换（11学时）

要求掌握拉普拉斯变换定义，左右边拉氏变换关系，连续系统概念，系统响应求解，稳定性判

据，零极点与系统响应关系。重难点在于拉普拉斯变换性质，零极点与系统响应关系，系统响应，

稳定性判据。

6.信号与系统的Z变换（9学时）

要求掌握Z变换定义，左、右边Z变换关系，离散系统概念，系统响应求解，稳定性判据，零

极点与离散系统响应关系；了解Z变换和拉氏变换关系。重难点在于Z变换性质，零极点与系统响

应关系，系统响应，稳定性判据。

四'课程考核及成绩评定

考核方式：考试

成绩评定：总成绩100分，其中平时成绩占10%,实验成绩占10%,期末考试成绩占80%。

五、推荐教材和教学参考书

教材：信号与系统陈后金等编著北方交通大学出版社清华大学出版社2005年。

参考书：《信号与系统》吴大正编著高等教育出版社2001年。

《信号与系统》郑君里编著高等教育出版社2000年。

电力电子技术课程教学大纲

课程名称：电力电子技术课程性质：必修

总学时：48其中(理论学时：40；实践学时：8)学分：3

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：电路原理、模拟电子技术、数字电子技术

一'课程性质、目的

《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业本科生的一门专业基础课，也是一门

必修课。本课程的目的是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路

的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技

术经济指标，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为《运动控制》等后续课程以及从事与电气

工程有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。

二'课程主要知识点及基本要求

本课程的主要知识点如下：

(1)电力电子技术概述

(2)常用电力电子器件

(3)典型整流电路

(4)逆变电路

(5)PWM控制技术

(6)电力电子技术的应用

本课程的基本要求是：

(1)了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域。掌握普通晶闸管、可关断晶闸

管、电力晶体管、功率场效应管和绝缘门极晶体管等电力电子器件的工作原理、主要参数、控制电

路及选用测试方法。

(2)理解和掌握各种基本的整流电路、逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。

(3)掌握PWM技术的工作原理和控制特性。

(4)了解电力电子技术的应用范围和发展动向。

(5)掌握基本电力电子装置的实验和调试方法，会用基本电力电子器件搭建简单的整流电路。

三、教学内容及学时分配

(1)电力电子技术概述(2学时)

1.教学内容

1.1什么是电力电子技术

1.2电力电子技术的发展史

2.重点难点

本章重点是使学生知道电力电子技术需要涉及的学科，基本内容，发展历史。

本章难点是如何让学生能够很快建立起对电力电子学科的兴趣。

3.基本要求

1、掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史；

2、了解电力电子技术的应用范围；

3、了解电力电子技术的发展前景；

4、了解本课程的内容、任务与要求。

(2)常用电力电子器件(12学时)

1.教学内容

1.1电力电子器件

1)电力电子器件的概念和特征

2)应用电力电子器件的系统组成

1.2不可控器件一电力二极管

1)PN结与电力二极管的工作原理

2)电力二极管的基本特性

3)电力二极管的主要参数

1.3半控器件一晶闸管

1）晶闸管的结构与工作原理

2）晶闸管的基本特性

3）晶闸管的主要参数

1.4典型全控器件

1）门极可关断晶闸管

2）电力晶体管

3）电力场效应管

4）绝缘栅双极晶体管

1.5其它新型电力电子器件

1）MOS控制晶闸管MCT

2）静电感应晶体管SIT

1.6电力电子器件的驱动

1）晶闸管的触发电路

2）典型全控器件的驱动电路

1.7电力电子器件的保护

1）过电压的产生及过电压保护

2）过电路保护

3）缓冲电路

1.8电力电子器件的串联和并联使用

1）晶闸管的串联

2）晶闸管的并联

3）电力MOSFET和IGBT并联运行的特点

2.重点难点

本章重点是各种电力电子器件原理、性能上的不同点，各自应用的场合。

本章难点是各种电力电子器件结构的理解。

3.基本要求

1、掌握各种二极管；

2、重点掌握半控型器件：晶闸管;

3,重点掌握典型全控器件：GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT；

4、了解IGCT、MCT.SIT、STIH等其它电力电子器件：

5、掌握电力电子器件的驱动电路；

6、了解功率集成电路和智能功率模块；

7、掌握电力电子器件的保护；

8、掌握电力电子器件的串并联。

9、

（3）典型整流电路（10学时）

1.教学内容

1.1单相可控整流电路

1）单相半波可控整流电路

2）单向桥式全控整流电路

3）单向全波可控整流电路

4）单向桥式半控整流电路

1.2三相可控整流电路

1）三相半波可控整流电路

2）三相桥式全控整流电路

1.3变压器漏感对整流电路的影响

1.4电容滤波的不可控整流电路

1）电容滤波的单相不可控整流电路

2）电容滤波的三相不可控整流电路

1.5整流电路的谐波和功率因数

1）谐波和无功功率的分析基础

2）带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析

3）电容滤波的不可控整流电路交流测谐波和功率因数分析

4）整流输出电压和电流的谐波分析

2.重点难点

本章的重点是掌握单相整流电路，该部分是所有可控整流电路分析的基础。

本章难点是对整流电路的有源逆变工作状态和掌握

3.基本要求

1、掌握单相可控整流电路；

2、重点掌握三相可控整流电路；

3、掌握变压器漏抗对整流电路的影响；

4、掌握电容滤波的二极管整流电路；

5、掌握整流电路的谐波和功率因数；

6、了解大功率整流电路；

（4）逆变电路（8学时）

1.教学内容

1.1换流方式

1）逆变电路的基本工作原理

2）换流方式分类

1.2电压型逆变电路

1）单相电压型逆变电路

2）三相电压型逆变电路

1.3异步时序逻辑电路的分析

1）单相电流型逆变电路

2）三相电流型逆变电路

1.4多重逆变电路和多电平逆变电路（1）单相电流型逆变电路

1）多重逆变电路

2）多电平逆变电路

2.重点难点

本章重点是使学生掌握电压和电流逆变电路及其区别。

本章难点是多重逆变电路和多电平逆变电路

3.基本要求

1、掌握换流方式；

2、重点掌握电压型逆变电路;

3、掌握电流型逆变电路；

4、掌握多重逆变电路和多电平逆变电路;

（5）PWM控制技术（6学时）

1.教学内容

1.1PWM控制的基本原理

1.2PWM逆变电路及其控制方法

1）计算法和调制法

2）异步调制和同步调制

3）规则采样法

4）PWM逆变电路的谐波分析

1.3PWM跟踪控制技术

1）滞环比较方式

2）三角波比较方式

1.4PWM整流电路及其控制方式

2.重点难点

本章重点是PWM控制的基本原理。

本章难点是PWM逆变电路的控制方式

3.基本要求

1、重点掌握PWM控制的基本原理；

2、掌握PWM逆变电路的控制方式；

3、掌握PWM波形的生成方法；

4、了解PWM逆变电路的谐波分析：

5、了解跟踪型PWM控制技术；

6、了解PWM整流电路及其控制方法

（6）电力电子技术的应用（2学时）

1.教学内容

1.1晶闸管直流电动机系统

1.2交流调速系统

1.3开关电源

1.4电力电子技术在电力系统中的应用

2.重点难点

本章重点是交流调速系统。

本章难点是开关电源

3.基本要求

1、重点掌握晶闸管直流调速系统和交流调速系统；

2、掌握开关电源和不间断电源的工作原理；

3、了解电力电子技术在电力系统中的应用。

四、课程考核及成绩评定

本课程的总成绩由理论考试（闭卷）和平时成绩两部分组成，其中平时成绩包含实验成绩，期

末考试采用笔试。期末考试占总成绩的80%；平时出勤和作业占总成绩的10%；实验能力占总成绩的

10%,

五、推荐教材和教学参考书

教材：《电力电子技术》，王兆安、刘进军编著，机械工业出版社，2009年。

参考书：《电力电子学》，陈坚编著，高等教育出版社，2005年。

检测与转换技术课程教学大纲

课程名称检测与转换技术课程性质：必选

总学时：理论40；实践8学分：3

适用专业：自动化，电器工程及自动化开课单位：电力学院

先修课程：自动控制原理、模拟电子技术、数字电子技术

一'课程性质、目的

本课程强调理论教学与实验课相结合，使学生了解传感器在自动控制系统中的作用、地位.是继

《自动控制原理》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》后进行的专业课程学习.是将前述掌握的理

论知识与控制系统具体设备相结合的应用性课程.要求学生系统地掌握传感器技术的基本原理和实

际应用技能.掌握各类传感器的特点、适用范围、测量误差产生的原因及解决方法，具备正确选择传

感器解决实际工程问题的一般能力。

二'课程主要知识点及基本要求

掌握常用传感器的原理与结构、工作基于的效应、误差分析、测量电路及应用。

理解固态传感器的基本形式、基本特点和使用方法、、测量电路的设计。

了解光电传感器的基本原理，适用范围；光学传感器的基本原理；发展趋势、普通应用。

会用本课程的相关知识正确选择使用传感器，进行必要的线性化、补偿、矫正设计。

三、教学内容及学时分配

（此部分不能按照某一部具体教材编写，应根据课程的主要知识点编写，同时应给出教学基本要求、

知识点的重点和难点内容）

1.概论（2学时）：目前状况及趋势；传感器组成及分类。

2.传感器特性（4学时）：传感器的静态特性，静态参数指标；传感器的动态特性，数学模型，传

递函数，动态指标。

3.机电传感器原理及应用（22学时）：应变式传感器，应变片的构成及应变效应、测量电路分析、

基本应力〜应变分析方法；压阻式传感器，了解压阻效应、晶体表示方法、压阻系数、介绍固

态压阻器件的结构与原理；电容式传感器，工作原理及用途、分析了解差动式结构的特点、电

容式传感器的测量电路、等效电路、介绍几种典型测量电路、误差分析、电场边缘效应的影响

等、电缆驱动技术在实际测量中的应用；自感式传感器的结构，原理、气隙型与螺管型的对比、

等效电路及测量电路；差动变压器式传感器的结构，原理、及其与变压器的区别、等效电路、

误差分析、测量电路及具体应用；了解电蜗流传感器的特点、工作原理及应用方法、了解相应

的测量电路工作原理。

4.固态传感器原理及应用（4学时）：压电式传感器，了解压电效应产生机理，区别压电晶体与压

电陶瓷、掌握电压与电荷型放大等效电路与对应放大器的工作原理。

5.数字传感器原理及应用（4学时）：数字式传感器，了解码盘式传感器工作原理及不同的结构形

式、掌握码制的转换及提高精度的方法；掌握光栅传感器的结构、莫尔条纹的形成机理、如何

通过测量电路提高测量精度的方法。

6.热电传感器原理及应用（4学时）：热电耦，了解掌握热电偶工作原理及应用方法、熟悉热电偶

温度测量中冷端温度补偿方法；热电阻，掌握三/四线测量法。

7.光电传感器原理及应用（4学时）：掌握光电效应及光电器件应用范围；掌握光电二/三极管的原

理与应用电路；掌握光电池的原理与应用电路；了解介绍电荷耦合器件的结构、特性参数及驱

动电路、介绍阵列器件的实际应用。

8.光学传感器原理及应用（4学时）：光导纤维导光基本原理、光纤传感器的基本原理、分类、光

导纤维的作用、掌握光学传感器与传统机电传感器的区别。

四'课程考核及成绩评定

课程考核：考试

成绩评定：卷面80%,平时与作业20%

五、推荐教材和教学参考书

教材：《传感器原理及应用（第3版）》，王化祥编著，天津大学出版社出，2006。

参考书：《检测与转换技术》，常键生编著，机械工业出版社，1981年。

《光电技术（第2版）》，王庆有编著，电子工业出版社，2009年。

现代电器控制技术课程教学大纲

课程名称现代电器控制技术课程性质：必选

总学时：理论40；实践8学分：3

适用专业：自动化，电器工程及自动化开课单位：电力学院

先修课程：自动控制原理、模拟电子技术、数字电子技术

一、课程性质'目的

本课程是自动化类专业的专业课程，目的是使学生牢固掌握电器控制的基本概念、电器控制电

路阅读，设计，分析等。掌握可编程控制器工作原理、内部结构及使用方法，如输入输出方式，可

编程控制器控制系统的设计方法，基本指令与编程方法，功能指令与编程方法。为学生进一步学习

后续课程打下坚实的基础。

二、课程主要知识点及基本要求

掌握低压电器的选型与应用、可编程控制器的工作原理、可编程控制器系统设计、可编程序控

制器的基本指令与编程方法。

理解低压电器的工作原理、可编程序控制器的输入输出方式、可编程序控制器的功能指令与编

程方法。

了解可编程序控制器系统的组成、简易编程器的编程和监控方式、可编程控制器控制系统的设

计方法等。

会用可编程序控制器组成控制系统，实现较为复杂的控制功能。

三、教学内容及学时分配

（此部分不能按照某一部具体教材编写，应根据课程的主要知识点编写，同时应给出教学基本要求、

知识点的重点和难点内容）

1.低压电器的工作原理（6学时）：接触器、继电器、熔断器、断路器、主令开关等。

2.电器控制电路设计（6学时）：电气控制线路的绘制；三相异步电动机的启动控制；三相异步电

动机的正、反转启动控制；三相异步电动机的调速控制等。

3.可编程序控制器原理（4学时）：可编程控制器概述、组成、工作原理；可编程控制器的硬件基

础、软件基础；性能指标及分类。

4.可编程序控制器基本指令与编程方法（14学时）：S7-200PLC编程基础：编程语言、数据类型、

存储器区域、寻址方式；用户程序结构、编程的一般规则；S7-200PLC的基本指令及编程方法:

立即操作指令、复杂逻辑指令、取非触点指令和空操作指令；定时器和计数器指令、顺序控制

继电器指令；移位寄存器指令、比较操作指令、应用举例。

5.可编程序控制器功能指令与编程方法（8学时）：数学运算指令、逻辑运算指令、其他数据处理

指令、转换指令、表功能指令、程序控制指令、特殊指令等。

6.可编程序控制器系统设计（6学时）：PLC控制系统设计；控制系统硬件配置；控制系统软件设

计；PLC应用程序的典型环节及设计技巧。

7.可编程序控制器的网络通信（4学时）：S7-200系列PLC的网络类型及配置；自由口通信；智能

模块应用等。

四、课程考核及成绩评定

课程考核：考试

成绩评定：卷面80%,平时与作业20%

五、推荐教材和教学参考书

教材：《电气控制与PLC应用（2版）》，陈建明编著，电子工业出版社，2010年。

参考书：《S7-200的中文系统编程手册》，SiemensAG,2004。

《S7-200选型样本中文版》，SiemensAG,2004。

电机学课程教学大纲

课程名称电机学课程性质：专业限定选修课

总学时：48其中(理论学时：40；实践学时：8)学分：3

适用专业：自动化开课单位：电力学院

先修课程：《电路原理》、《模拟电子技术》《数字电子技术》。

一、课程性质'目的

本课程的目的是使学生牢固掌握自动控制的基本概念、理论和基本分析方法。掌握电磁执行器

件工作原理及使用方法，如直流电机、交流电机、同步电机，测速电机，伺服电机等各种电机结构,

工作原理使用方法，学生能根据不同性质的负载，合理选择电机的类型。为学生进一步学习后续课

程打下坚实的基础。

二、课程主要知识点及基本要求

1.了解臼动控制元件的定义和分类；

2.理解解直流磁路的基本理论，学会计算；

3.掌握变压器的基本结构和工作原理、变压器的运行特性、分析方法；

4.掌握直流电机的结构、工作原理、运行特性、分析方法；

5.掌握交流电机的结构、工作原理、运行特性、分析方法；

三、教学内容及学时分配

(-)绪论

基本知识点：自动控制元件的定义和分类，自动控制元件在现代科学技术及自动控制技术中的

作用。

（二）直流磁路及其计算

基本知识点：铁磁物质特性，磁路及其基本定律，直流磁路的计算，具有永久磁铁的磁路简介。

重点：磁滞现象、磁路定律

难点：磁路的计算

（三）直流电磁铁及其典型应用

基本知识点：电磁铁磁系统的种类，直流电磁铁的吸力特性，电磁铁的应用，交流电磁铁简介。

重点：电磁铁的应用

难点：电磁铁的吸力特性

（四）直流电动机

基本知识点：直流电机的基本工作原理，直流电机的结构及励磁方式，直流电机的电枢绕组和

磁场，直流电机的电枢电动势，直流电机的电磁转矩，直流电机的基本关系，直流电机的火花现象。

直流电动机机械特性。

重点：直流电动机的基本工作原理，换向过程和换向火花、改善换向的措施

难点：单叠绕组、单波绕组

（五）直流测速发电机和直流伺服电动机

基本知识点：直流测速发电机，直流伺服电动机，直流力矩电动机，直流测速发电机和直流伺

服电动机的应用举例。

重点：直流测速发电机和直流伺服电动机的工作原理和输出特性

难点：直流伺服电动机的机械特性和调节特性

（六）变压器

基本知识点：单相变压器的空载运行，单相变压器的负载运行，负载时的相量图和等效电路，

三相变压器的空载运行，三相变压器的负载运行，负载时的相量图和等效电路变压器的参数与实验,

变压器的额定数据和特性。

重点：变压器的折算

难点：变压器空载和负载的运行性能分析、电压平衡方程、等值电路

（七）异步电动机

基本知识点：三相异步电动机的工作原理，三相交流绕组及其相电动势，三相异步电动机的运

行分析，三相异步电动机的功率和转矩，三相异步电动机机械特性，单相异步电动机。

重点：异步电机的定子、转子和气隙

难点：异步电机的基本作用原理

（A）两相电机

基本知识点：两相伺服电动机，异步测速发电机，两相电机的应用举例。

重点：椭圆旋转磁场的分解

难点：交流测速发电机的工作原理

（九）同步电动机

基本知识点：永磁式同步电动机，磁滞电动机，磁阻式同步电动机，步进电动机，同步电动机

的应用举例。

重点：永磁式同步电动机、步进电动机的特点

难点：同步电动机的工作原理

（十）无刷直流电动机

基本知识点：无刷直流电动机的结构，无刷直流电动机的工作原理，永磁交流伺服电动机，无

刷电动机的应用。

重点：无刷直流电动机的工作原理

难