自動控制原理教學大綱

1、《自動控制原理（自動控制原理（I）》教學大綱教學大綱一、一、課程的性質、任務、基本要求課程的性質、任務、基本要求和條件和條件（一）課程的性質和特點自動控制原理是高校電類學科各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課是從事系統(tǒng)分析與設計的技術人員所必須掌握的一門專業(yè)課。本課程的主要任務是：系統(tǒng)地介紹自動控制系統(tǒng)和反饋控制的基本概念，學習建立控制系統(tǒng)數(shù)學模型的基本方法，以及分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的時域和頻域方法，介紹校正控制系統(tǒng)的常用方法。

2、（二）本課程的基本要求1理解自動控制系統(tǒng)的基本構成和基本控制原理。2掌握線性定常控制系統(tǒng)（含連續(xù)時間系統(tǒng)和離散時間系統(tǒng)）的輸入輸出描述（運動方程、傳遞函數(shù)、頻率特性函數(shù)）方法，能夠對簡單的機電系統(tǒng)進行機理建模。3掌握線性定常系統(tǒng)（含連續(xù)時間系統(tǒng)和離散時間系統(tǒng)）穩(wěn)定性的基本概念和常用分析方法（代數(shù)判據(jù)、根軌跡法、頻率特性法）。4掌握線性定常連續(xù)時間控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析（二階系統(tǒng)為主）和穩(wěn)態(tài)性能分析。5了解單輸入單輸出系統(tǒng)的常用校正方法（

3、根軌跡法和頻率特性法）。教學的重點與難點教學的重點與難點（★）第一章概述★第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學描述★第三章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析★第四章控制系統(tǒng)的運動性能分析第五章系統(tǒng)校正方法難點：控制系統(tǒng)不同數(shù)學模型之間的關系以及數(shù)學模型的建立，穩(wěn)定性的頻域分析方法.（三）本課程與相關課程的聯(lián)系本課程的先修課程為《高等數(shù)學》、《電路分析》、《信號與系統(tǒng)》。二、二、教學內容及學時分配教學內容及學時分配◆各章節(jié)主要內容、重點難點第一章第一章概述概述(3(3

4、學時學時)11引言：自動控制理論發(fā)展的歷史簡述12自動控制系統(tǒng)的構成13閉環(huán)控制與開環(huán)控制14控制系統(tǒng)的分類1.4.1恒值調節(jié)系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)1.4.2線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)1.4.3定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)1.4.4連續(xù)時間和離散系統(tǒng)做實驗一:閉環(huán)電壓控制（單獨3學時）教學目的和要求教學目的和要求:使學生掌握分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本方法，特別是學會如何利用開環(huán)傳遞函數(shù)分析閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。教學重點：教學重點：勞斯判據(jù)、奈奎斯特判據(jù)及其應用方法。

5、第四章第四章控制系統(tǒng)的運動性能分析（控制系統(tǒng)的運動性能分析（9課時）課時）41分析控制系統(tǒng)所用的幾種典型輸入信號42控制系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析4.2.1瞬態(tài)性能指標4.2.2一階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析4.2.3典型二階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析4.2.4高階系統(tǒng)瞬態(tài)性能分析43控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析4.3.1控制系統(tǒng)的誤差與穩(wěn)態(tài)誤差4.3.2穩(wěn)態(tài)誤差分析，靜態(tài)誤差系數(shù)與系統(tǒng)型別4.3.3控制系統(tǒng)的動態(tài)誤差與動態(tài)誤差系數(shù)4.3.4擾動輸入下的穩(wěn)態(tài)誤差4.3.5離

6、散時間系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差教學目的和要求教學目的和要求：使學生理解控制系統(tǒng)瞬態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能的概念，掌握典型二階系統(tǒng)主要動態(tài)性能指標的計算和分析方法，掌握分析和計算穩(wěn)態(tài)誤差的方法，了解動態(tài)誤差的概念。教學重點：教學重點：典型二階系統(tǒng)主要動態(tài)性能指標，系統(tǒng)型別的概念，系統(tǒng)型別與系統(tǒng)信號跟蹤能力之間的關系。第五章第五章系統(tǒng)校正方法（系統(tǒng)校正方法（9課時）課時）51引言：校正時所用的性能指標與常用校正方式52系統(tǒng)校正的根軌跡法5.2.1增加零、極點

7、對根軌跡的影響5.2.2根軌跡法校正舉例（滯后、超前、滯后超前校正）5.2.3校正裝置的電路實現(xiàn)53系統(tǒng)校正的頻率特性法5.3.1開環(huán)頻率特性與時域性能指標間的關系5.3.2頻率特性法校正舉例（滯后、超前、滯后超前校正）54基本控制規(guī)律（PID控制）分析55局部反饋校正56離散系統(tǒng)的數(shù)字校正簡介三、三、考核辦法考核辦法課程考核辦法：期末考試，筆試，閉卷?？傇u成績構成：平時作業(yè)和實驗占20%考試成績占20%四、四、教學環(huán)節(jié)的學時分配教學環(huán)