自动基础原理

东北大学本科课程教学大纲课程基本信息开课单位信息科学与工程学院课程代码A1301000003中文名称自动控制原理①英文名称PrincipleofAutomaticControl①总学时72理论学时56实验学时16上机学时0设计学时0课外学时0学 分4课程类型█理论课程□理论（含实验）课程□实践类课程理论课程性质□公共课程□学科基础█专业核心□专业方向□通识课程适用专业自动化、测控技术与仪器先修课程电路原理，复变函数与积分变换，模拟电子技术基础，数字电子技术基础建议开课学期□1-1□1-22-1□2-2█3-1□3-2□4-1□4-2□5-1□5-2□*（代表每学期都开设）考核方式█考试□考查成绩分制█百分制□五级分制□二级分制使用教材王建辉、顾树生主编.《自动控制原理》（第3版）.北京：清华大学出版社.2024年7月参考书其他说明无课程简介EnglishDescriptionPrincipleofAutomaticControlisalecturetoestablishaplatformforstudentsmajoringinautomation,measurementtechnologyandinstrument,electricinformationengineeringandcommunicationengineering.PrincipleofAutomaticControlisalecturetoestablishaplatformforstudentsmajoringinautomation,measurementtechnologyandinstrument,electricinformationengineeringandcommunicationengineering.Theclassicalcontrolmethodwillbeillustratedinthislecture,whichincludestheconceptsofautomaticcontrolsystems,mathematicmodelsofcontrolsystems,controlsystemanalysisintimedomain,root-locianalysis,frequency-domainanalysis,controlsystemmodificationandsynthesis,nonlinearsystemanalysis,theoricalbasisfordiscretesystemsandetc.Throughthiscourse(includinglectures,experimentsandexercise),studentsareexpectedtounderstandthecomponentsofacontrolsystem,itscharacteristics,terminologies,andthebasicanalysisanddesignusingclassiccontroltheories.Thelecturecultivatesstudents’abilitiesoflinkingtheorywithpractice,analyzingandsolvingproblemsindependently,whichcanbeasignificantbasisforothertheoricalandspecializedcourses,promptinginnovativeresearchaswell.Inthiscourse,someideologicaleducationiseducatedwiththe"XieXukaiCriterion"andothercoursecontent,suchaspatriotismeducation,thecultivationofengineerandcraftsmanspirit,theinnovationandentrepreneurshipeducationcombiningtheoryandpractice.Thiswillhelpstudentstobecomeexcellenttalentswithcorrectoutlookonlife,values,andcertainprofessionalqualitiesasengineers.课程目标目标1目标1：能够针对自动控制系统及相关工程领域的工程问题，建立数学与物理模型并求解。目标2：能够应用自动控制系统的专业基础知识，正确表述复杂工程问题，并分析对象特性。目标目标目标课程目标与毕业要求支撑关系课程目标支撑的毕业要求（或指标点）及内容描述程度（H/M/L）权重11.2H0.3822.2H0.1533.1M0.1544.1M0.0758.1文社会科学素养和社会责任感。M0.15注：1.公共基础课程不填写3.2部分。。H\M\L，H-1课程安排知识模块（章节）教学内容教学要求学时分配教学方法对应课程目标理论实验上机设计课外第1章自动控制系统的基本概念开环控制系统与闭环控制系统；闭环控制系统的组成和基本环节；自动控制系统的类型；自动控制系统的性能指标。了解自动控制系统的基本结构和特点及其工作原理；了解闭环控制系统的组成和基本环节；掌握反馈控制系统的基本要求——稳定性、暂态和稳态性能指标——的基本定义；学会分析自动控制系统的类型及本质特征；能够树立正确的人生观、价值观和世界观，提高人文社会科学素养、社会责任感和工程师工匠精神。40000理论讲授多媒体演示1、5第2章自动控制系统的数学模型微分方程式的编写；非线性数学模型的线性化；传递函数；系统动态结构图；系统传递函数和结构图的等效变换；信号流图。了解系统微分方程式的编写；了解非线性数学模型的线性化方法；熟练掌握控制系统传递函数和动态结构图的等效变换；了解信号流图；能够针对自动控制系统及相关工程领域的工程问题，建立数学与物理模型并求解；能够应用自动控制能够针对自动控制系统的工程问题，给出初步可行的解决方案。80000理论讲授多媒体演示1、2、4第3章自动控制系统的时域分析自动控制系统的时域指标；一阶系统的阶跃响应；二阶系统的阶跃响应；高阶系统的动态响应；自动控制系统的代数稳定判据；稳态误差。熟练掌握自动控制系统的时域指标；熟练掌握一阶、二阶系统的阶跃响应；了解系统参数对系统动态性能指标的影响，能够定性分析高阶系统的动态响应过程；熟练掌握自动控制系统的代数稳定判据；熟练掌握控制系统的稳态误差；了解影响技术方案的各种因素；能够针对自动控制系统的工程问题，给出初步可行的解决方案；能够树立正确的人生观、价值观和世界观，提高人文社会科学素养、社会责任感和工程师工匠精神。124000理论讲授多媒体演示3、4、5第4章根轨迹法根轨迹法的基本概念；根轨迹的绘制法则；用根轨迹法分析系统的动态特性。了解根轨迹法的基本概念；熟练掌握根轨迹的绘制法则；能够熟练使用根轨迹法分析系统的动态特性；能够应用根轨迹法正确表述工程问题，并分析对象特性；能够运用根轨迹知识，设计和开发简单工程问题的解决方案，了解影响方案的各种因素；能够针对自动控制系统的工程问题，给出可行的解决方案；能够树立正确的人生观、价值观和世界观，提高人文社会科学素养、社会责任感和工程师工匠精神；60000线上线下混合教学2、34、5第5章频率法频率特性的基本概念；频率特性的表示方法；典型环节的频率特性；系统开环频率特性的绘制；用频率法分析控制系统的稳定性；系统动态特性和开环频率特性的关系；闭环系统频率特性；系统动态特性和闭环频率特性的关系。了解频率特性的基本概念，掌握其不同的表示方法；熟练掌握典型环节的频率特性；熟练掌握系统开环频率特性的绘制方法；熟练掌握奈氏稳定判据，及系统稳定裕量的物理含义和计算方法；建立系统动态特性和开环频率特性之间的对应关系；了解闭环系统频率特性及其和系统动态特性的关系；能够应用频率法正确表述工程问题，并分析对象特性；了解影响设计方案的各种因素；能够针对自动控制系统的工程问题，给出可行的解决方案。84000理论讲授多媒体演示2、3、4第6章控制系统的校正及综合控制系统校正的一般概念；串联校正；反馈校正；复合校正。了解控制系统校正的基本思想方法和过程；熟练掌握串联校正的基本原理和设计方法；掌握反馈校正的设计思想和校正步骤；了解引入前馈校正的目的，掌握前馈校正的设计思想；了解影响技术方案的各种因素；能够针对自动控制系统的工程问题，给出可行的解决方案；能够树立正确的人生观、价值观和世界观，提高人文社会科学素养、社会责任感和工程师工匠精神。64000理论讲授多媒体演示3、4、5第7章非线性系统分析非线性系统动态过程的特点；非线性特性及其对系统性能的影响；非线性特性的描述函数；非线性系统的描述函数法；改善非线性系统性能的措施及非线性特性的利用。了解非线性系统的特点，掌握非线性系统与线性系统的本质区别；了解典型非线性环节的特点；理解描述函数的基本概念，掌握描述函数的计算方法；掌握分析非线性系统的近似方法——描述函数法，能够应用描述函数法分析非线性系统的稳定性；能够针对非线性系统建立数学与物理模型并求解；能够应用专业基础知识描述工程问题，分析非线性系统对象特性；能够针对自动控制系统的工程问题，给出可行的解决方案。62000线上线下混合教学1、2、4第8章线性离散系统的理论基础线性离散系统的基本概念；离散时间函数的数学表达式及采样定理；Z变换；线性常系数差分方程；脉冲传递函数；采样控制系统的时域分析；采样控制系统的频域分析。了解线性离散系统的基本概念和基本定理，把握线性连续系统与线性离散系统的区别与联系；熟练掌握Z变换、Z变换的性质和Z反变换；了解差分方程的定义，掌握差分方程的解法；了解脉冲传递函数的定义，熟练掌握开环与闭环系统脉冲传递函数的计算方法；与线性连续系统相对应，掌握线性离散系统的时域和频域分析方法和原则。能够针对线性离散系统建立数学与物理模型并求解。能够应用自动控制系统的专业基础知识，正确表述工程问题，并分析线性离散系统对象特性。能够针对自动控制系统的工程问题，给出可行的解决方案。能够树立正确的人生观、价值观和世界观，提高人文社会科学素养、社会责任感和工程师工匠精神。62000线上线下混合教学1、24、5总学时725616注：1.每一教学内容至少对应一条课程目标。（课程考核5.1课程成绩评定方法+++++20%10%70%5.2课程目标与考核形式的关系课程目标考核形式及其成绩占比（%）分值及成绩比例%平时成绩实验课期末考试1401115260152131001626407.51522.5502.51315.5合计20107010