《自动控制原理》教学大纲 (二)

《自动控制原理》教学大纲

课程编号：10140093

英文名称:PrinciplesofAutomaticControl

学分：3

学时：总学时56学时，其中理论40学时，实践16学时

先修课程：大学物理、高等数学、信号与系统

课程类别：专业方向课程

授课对象：电子信息工程专业学生

教学单位：数理信息学院

修读学期：第5学期

一、课程描述和目标

本课程是电子信息工程专业的专业方向课，是一门理论性较强的课程。通过本课程的学

习，使学生掌握自动控制基本概念，基本规律及其物理本质的论述，了解和掌握所讲述的控制

系统的基本分析和计算方法而不着重于理论的推导和证明。同时促进大学生的信息意识、信

息价值、信息道德与信息安全等信息素质观念的形成与发展，提高学生学习、研究和创新能

力，以便更好地适应当今知识经济时代，满足信息社会的需要。

通过学习本课程，拟达到以下课程目标：

课程目标1：提高学生科学素养，培养学生大国工匠精神，树立科技强国，敢于创新的

信念。

课程目标2：培养学生掌握自动控制原理的基本知识，包括控制系统的数学模型，线性

系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，线性离散系统的分析与校正等相关知识。

课程目标3：培养学生运用自动控制原理知识分析和解决亚杂问题的能力，同时通过原

理学习，为进一步深入学习控制理论与应用奠定基础。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点课程目标权重

3.1能够根据特定需求，清晰描述电了•信息领域复杂工程问课程目标20.5

题的设计任务，能够根据该任务面临的各项制约条件，完

课程目标30.5

成综合性设计。

3.2综合运用电子信息专业理论和技术手段，设计针对复课程目标10.3

杂工程问题的解决方案，能够对方案进行优化，体现创新课程目标20.3

意识。课程目标30.4

课程目标10.3

12.2具备终身学习的知识基础，掌握自主学习的方法，

了解拓展知识和能力的途径。能针对个人或职业发展的需课程目标20.3

求，采用合适的方法，自主学习，适应发展。

课程目标30.4

三、教学内容、基本要求与学时分配

教学对应课程

序号教学内容基本要求学时

方式目标

自动控制的一般概念：0

了解自动控制的基本原理

动控制的基本原理与方

与方式、熟悉自动控制系统

1式、自动控制系统的分类、6集中讲授课程目标1

的分类、了解自动控制系统

自动控制系统的分析与设

的分析与设计工具

计工具

控制系统的数学模型：控

掌握控制系统的时域数学

制系统的时域数学模型、课程目标

2模型、结构图与信号流图、8集中讲授

结构图与信号流图、控制2、3

了解控制系统建模实例

系统建模实例

线性系统的时域分析法：

掌握系统时间响应的性能

系统时间响应的性能指

指标、一阶系统的时域分

标、一阶系统的时域分析、课程目标

3析、线性系统的稳定性分8集中讲授

线性系统的稳定性分析、2、3

析、时域设计，熟悉二阶系

时域设计，二阶系统的时

统的时域分析

域分析

线性系统的根轨迹法：根熟悉根轨迹法的基本概念、

轨迹法的基本概念、根轨掌握根轨迹绘制的基本法课程目标

46集中讲授

迹绘制的基本法则、广义则、广义根轨迹、系统性能2、3

根轨迹、系统性能的分析的分析

线性系统的频域分析法：

熟悉频率特性，掌握典型环

频率特性，典型环节与开

节与开环系统的频率特性、课程目标

5环系统的频率特性、频率6集中讲授

频率域稳定判据、闭环系统2、3

域稳定判据、闭环系统的

的领域性能指标

频域性能指标

线性系统的校正方法：系

熟悉系统的设计与校正问

统的设计与校正问题、常

题、常用校正装置及其特课程目标

6用校正装置及其特性、串6集中讲授

性、掌握串联校正、前馈校2、3

联校正、前馈校正、控制

正、控制系统校正设计

系统校正设计

线性离散系统的分析与校了解离散系统的基本概念、课程目标

70自主学习

正：离散系统的基本概念、信号的采样与保持、Z变换2、3

信号的采样与保持、Z变换理论、动态性能分析

理论、动态性能分析

非线性控制系统分析：非

了解非线性系统概述、常见

线性系统概述、常见非线课程目标

8非线性特性及其对系统运0自主学习

性特性及其对系统运动的2、3

动的影响

影响

合计40

实验部分

序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标

实验内容：掌握MATLAB

MATLAB仿真软件的

1仿真软件使用3综合课程目标2、3

应用

实验要求：必修

实验内容：掌握PI控制器

引入PI控制器消除控

2工作原理3综合课程目标2、3

制系统干扰

实验要求：必修

实验内容：掌握典型环节信

控制系统典型环节的

3号响应3验证课程目标2、3

模拟

实验要求：必修

实验内容：掌握参数测定方

一阶系统的时域响应

4法3综合课程目标2、3

及参数测定

实验要求：必修

实验内容：掌握频域分析方

5线性系统的频域分析法4综合课程目标2、3

实验要求：必修

合计16

四、课程教学方法

采用集中讲授法、讨论法、练习法、案例法等教学方式。

五、学业评价和课程考核

课程考核采用过程性和结果性相结合的方式,总评成绩由平时成绩和期末考核两部分组

成，具体计算方法如下:

考核建议

考核/评价细则对应课程目标

依据分值

出勤0%每旷课一次扣一分课程目标1

平时作业10%根据作业完成情况计分课程目标2

40%

成绩

实验

20%实验操作50%；实验报告50%