《自动控制原理》课程教学大纲（本科）

《自动控制原理》课程教学大纲

课程编号：03075

课程名称：自动控制原理

英文名称：PrincipleofAutomaticControl

课程类型：专业选修

课程要求：选修

学时/学分：4防（讲课学时：40实验学时：8上机学时：0）

开课学期：6

适用专业：数学与应用数学

授课语言：中文

课程网站：无

一、课程性质与任务

自动控制原理是生物釜学工程专业的学科平台课，通过本课程的学习使学生掌握自动控

制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计的基本方法，初步掌握控制系统实验技能，为

后续课程打下必要的理论基础。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本设计

方法的讲解：在培养实践能力方面着重设计构思和基本设计技能的基本训练，使学生对自动

控制系统有一定的了解并具有一定的设计能力。

二、课程与其他课程的联系

先修课：《高等数学》、《大学物理》、《模拟电子技术》、《电路原理》。

三、课程教学目标

1.通过工业过程分析，使学生建立反馈及系统的概念；学习控制系统数学模型的建立

方法，包括时域数学模型与复域数学模型以及数学模型之间的转换（支撑毕业要求指标点：

4.1）

2.通过线性系统的时域分析、根轨迹的基本绘制法则及系统的定性分析、线性系统的

频域分析方法，使学生掌握系统稳定的基本概念及判定方法,掌握系统稳态误差的计算方法,

掌握频域稳定判据及竹定裕度的基本概念，掌握系统的校正方法（支撑毕业要求指标点2.1）

3.培养学生的工程实践能力，使学生掌握控制系统的基本实验方法和实验过程设计，获

得实验技能的基本训练（支撑毕业要求指标点12.2）

四、教学内容、基本要求与学时分配

思政元

序学教学对应教

教学内容教学要求素融入

号时方式学目标

点

一、控制系统导论了解本课程研究的对象、家国情

讲授

11-1自动控制的基本原理基本内容以及自动控制系21怀和人

1-2自动控制系统示例统的基本概念及基本原理类关怀

1-3自动控制系统分类

了解自动控制系统的分类

21-4自动控制系统的基本要2讲授1

及基本要求

求

二、控制系统的数学模型职业素

了解自动控制系统的时域

32-1控制系统的时域数学模2讲授1养和责

数学模型建立方法

型任意识

2-2控制系统的复域数学模了解自动控制系统的复域

42讲授1

型数学模型建立方法

2-3控制系统的动态结构图了解控制系统的动态结构

52讲授1

及其等效变换图及其等效变换

2-3控制系统的动态结构图控制系统的动态结构图及2讲授

61

及其等效变换其等效变换练习

竞争意

实验：Matlab在自控原理通过举例熟悉MATLA3软

72实验3识和创

中的应用件在自控原理中的应用

新精神

三、线性系统的时域分析

职业素

法了解系统时域性能指标及

82讲授2养和责

3-1系统时域性能指标一阶系统的时域分析方法

任意识

3-2一阶系统的时域分析

?出一阶系统的时域分析了解一阶系统及高阶系统

92讲授2

3-4高阶系统的时域分析的时域分析方法

实验：典型环节的电路模用电路模拟典型环节，并

102实验3

拟记录阶跃响应

了解系统稳定的基本概念

113-5系统稳定性分析和稳定的充分必要条件和2讲授2

劳斯稳定判据的用法

了解误差与税态误差、系

123-6线性系统稳态误差计算统类型及各种典型输入情2讲授2

况下稳态误差的计算方法

四、线性系统的根轨迹法

了解根轨迹法的基本概念

134-1根轨迹法的基本概念2讲授2

和常规根轨迹绘制规则

4-2常规根轨迹绘制规则

了解常规根轨迹绘制规则

144-2常规根轨迹绘制规则2讲授2

及根轨迹绘制练习

了解系统性能的定性分析

154-3系统性能分析2讲授2

方法

五、线性系统的频域分析了解线性系统的频域分析职业素

16法法2讲授2养和贵

5-1频率特性及频率特性的概念任意识

了解典型环节与开环系统

5-2典型环节与开环系统的

17的频率特性，重点了解波2讲授2

频率特性

特图的画法

了解线性系统的频域分析

5-2典型环节与开环系统的讲授

18法，重点了解幅相曲线的22

频率特性

画法

竞争意

测量系统的频率特性、波

19实验：频率特性的测试2实验3识和创

特图

新精神

了解奈奎斯特稳定判据的

205-3频域稳定判据2讲授2

原理及用法

了解频域稳定裕度的基本

5-4频域稳定裕度

21概念及闭环系统频域性能2讲授2

5-5闭环系统频域性能指标

指标

六、线性系统的校正方法

了解线性系统的设计与校

226-1系统的设计与校正2讲授2

正及常用的校正装置

6-2常用校正装置

了解串联超前校正及目联

236-3串联校正2讲授2

滞后校正

采用电路或软件对串联校

24实验：系统的串联校正2实验3

正进行模拟

课程思政元素案例解析:

1.家国情怀和人类关怀

所讲述的专业知识是从无到有发展变化的历史，既隐藏着人类认识自然、改造自然的艰

辛探索与不懈实践。激发起学生强烈的民族自豪感、历史使命感和奋发进取心，教育新时代

的青年学生要勇担时代使命，学好专业知识，提升综合素养，努力成为德智体美劳全面发展

的社会主义建设者和接班人。

2.职业素养和责任意识

专业课程都有相应的伦理价值规范，将其融入专业学习中，培养学生知晓从事本专业所

应遵循的价值观念、伦理原则和行为标准，对专业活动做到心有敬畏、行有所止，成为德才

兼备的优秀人才。

3.竞争意识和创新精神

将本专业面临的竞争形势、创新态势，的产业布局、政策、优势比较，学科交叉融合的

趋势走向、国家战略布局、行业发展前景等内容纳入其中，既保持世界视野，又强调本土意

识，让学生更加明晰专业发展的走向与坐标。培养学生敢于拼搏、敢为人先、敢于超越的竞

争意识，提振攻坚克难的斗志与勇气。

五、其他教学环节

无

六、教学方法

本课程以课堂教学为主，结合课后自学等教学手段和形式完成本课程教学任务。具体教

学方法如下：

1.作为生物医学工程专业的学科平台课，本课注重夯实基础理论知识，强调培养学生

运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

2.克服满堂灌的教学模式,精心组织理论教学°注重精讲多练、讲练结合八省略一些

不必要的公式推导，重点突出物理概念和通用的分析方法，重要内容讲清讲透。教师提出问

题，启发引路，让学生主动思维并回答问题，最后由教师归纳总结，进行师生互动，锻炼和

提高学生对问题的理解能力和表述能力。

3.教学内容“粗中有纣〃。根据课程内容采用不同的教学方法，某些内容让学生自学，

充分发挥其主观能动性，避免学生过分依赖教师的现象。把需要掌握的重点问题提给学生，

使学生带着问题去自学，努力挖掘课程内容的趣味性，增强学生的学习兴趣和学习动力。

4.注重对学生学习方法的指导。在传授知识的同时，担负改变学生传统学习方法的责

任，力求教会学生如何以工程的观点学习专业课程。教师不但教给学生知识，更重要的是教

给学生如何获取知识。应尽量教会学生怎样理解问题，避免死记硬背，提高分析和解决问题

的能力。

七、考核及成绩评定

考查教学成绩

考核内容、方式及评分依据

目标达成占比

1.随机检查学生上课精神状态、回答问题情况；

20

课堂表现2.信息化教学平台记录、随机点名、刷卡点名等；3

分

3.根据学生课堂表现评分。

1.考核学生对先进控制基本知识的应用能力，学生综

合运用所学知识分析问题、解决问题的能力；40%20

随堂测验1

2.完成2-4次随堂测试；分