《自动控制原理》教学大纲
编写：任琦梅                                                    审核：王整风          
课程编码	1214215	课程名称	自动控制原理		适用专业	电气工程及其自动化	学分	4		考核形式	考试	学时（含实验学时）	76（8）		先修课程	高等数学、复变函数与积分变换、电路、模拟电子技术	开课学期	第五学期		一、课程性质与任务
本课程是电气工程及其自动化专业必修的专业技术基础课程，通过本课程的学习使学生能够掌握闭环控制系统的基本概念及基本的系统分析和校正方法，能运用自动控制理论知识来分析和设计自动控制系统，为后续课程及进一步学习自动控制理论打好基础。
二、教学基本要求
本课程要求学生理解自动控制系统的基本概念，掌握简单系统的建模方法，掌握对线性定常系统的稳定性、快速性和控制精度的基本分析方法以及设计和校正方法，能熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统和控制器，对非线性系统也能进行初步的分析。通过本课程的学习，学生应能熟练使用MATLAB软件包进行编程，并将其应用于各类控制系统的分析与设计中。
三、课程的主要内容及教学要求
第一章  引论
第一节  开环控制和闭环控制
第二节  自动控制系统的类型
第三节  自动控制理论概要
第四节  自动控制系统中的术语和定义
要求：使学生对古典反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解了解自动控制理论发展简况及反馈控制理论的研究对象和方法掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类，及对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。
一般了解数学模型的概念、表达方式，建模的方法能够列写一般物理系统的微分方程熟悉拉氏变换的定义、性质，记住常见的简单时间函数的拉氏变换式，能根据拉氏变换的性质求解较复杂时间函数的拉氏变换式，会求拉氏反变换掌握传递函数的概念及典型环节的传递函数重点掌握控制系统的方框图及方框图的化简方法重点掌握用梅逊公式求取系统传递函数。了解控制系统的典型输入信号了解线性定常系统的时域响应组成，熟悉控制系统暂态响应性能指标的定义掌握一阶系统的暂态响应及性能指标掌握二阶系统的暂态响应分析及其与极点之间的关系，重点掌握二阶系统的暂态响应性能指标公式及计算一般了解高阶系统的暂态响应，掌握闭环主导极点的概念了解稳定的概念，掌握线性定常系统稳定的充要条件重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用，对Hurwitz判据有一般了解了解稳态误差的概念、定义、产生原因、类型重点掌握给定稳态误差终值的计算，掌握扰动稳态误差终值的计算及减小稳态误差的方法，一般了解稳态误差级数的计算。
了解根轨迹的概念、意义重点掌握绘制常规负反馈系统根轨迹的基本条件和基本规则掌握参量根轨迹的绘制和正反馈根轨迹的绘制了解多回路控制系统的根轨迹和迟后系统根轨迹掌握增加开环零极点对根轨迹的影响了解利用根轨迹分析系统的暂态响应。
掌握频率特性的基本概念，幅相频率特性图与对数频率特性图的建立熟悉典型环节的频率特性及其Nyquist图与Bode图掌握系统开环频率特性（Nyquist图和Bode图）的绘制了解最小相位系统的概念重点掌握利用实测开环幅频特性确定最小相位系统的开环传递函数的方法重点掌握判断系统稳定性的几何判据：乃奎斯特稳定判据（包括利用幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线进行判断）熟悉控制系统相角裕度、幅值裕度的基本定义和概念及计算方法一般了解闭环幅频特性（等M圆）的求解方法，掌握频域性能指标及频域指标与时域指标的关系。
了解控制系统校正的概念、校正的实质、校正的方法、校正方式熟悉串联相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正装置及特性重点掌握利用频率特性法确定串联校正装置参数的方法简单了解反馈校正、前馈校正及复合控制。
明确描述函数的定义及有关概念掌握用描述函数法分析非线性系统稳定性和分析自振、计算自振参数的方法了解采样控制系统的基本概念、采样过程，掌握采样定理的内容和零阶保持器熟悉Z变换和Z反变换的计算方法掌握求解采样控制系统数学模型：差分方程及Z脉冲传递函数的方法掌握采样系统的稳定性分析和稳态误差分析，了解其暂态性能分析重点掌握采样控制系统的最小拍设计方法（包括广义被控对象在单位圆上、圆外无零极点和有零极点）。重点自动控制系统的基本概念与分类传递函数动态结构图一阶系统二阶系统时域分析控制系统的稳态分析根轨迹方程绘制根轨迹的一般规则频率分析法的基本概念,奈奎斯特稳定判据控制系统的设计与校正的基本概念串联反馈校正非线性控制系统的基本概念基本特性相平面分析法采样控制系统的基本概念采样定理及信号保持器难点结构图的等效变换梅森公式的应用高阶系统分析控制系统的稳态分析奈奎斯特稳定判据串联校正与反馈描述函数与相平面分析法信号保持器采样控制系统的分析Z变换、脉冲传递函数	2					36	采样系统的性能分析	2					37	采样控制系统的校正	2					合计	68	8				六、教学中注意的问题
本课程的理论性较强，在教学方法上要注意课堂教学与实践教学的密切结合，注意物理意义的阐述，培养学生既具有灵活的思维能力又具有解决实际问题的综合设计能力。胡寿松 ．自动控制原理．科学出版社，200戴忠达 ．自动控制理论基础 ．清华大学出版社，1991吴  麒 ．自动控制原理 ．清华大学出版社，1990黄家英 ．自动控制原理 ．东南大学出版社，199max.book118.com ]—大学生的百事通收集整理】


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