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课程名称

自动控制原理

学分

2.5

学 时

理论

34

实验

6

上机

无

课程性质

学科基础必修课

考核方式

闭卷

开课学期

2017年秋季

起 止 周

1-3，5-13

授课时间

星期三12节，星期五78节

授课地点

1-B-205

辅导答疑时间

每周2，15:00-17：00

辅导答疑地点

电气楼507

1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电气工程领域的复杂工程问题。

1.4能运用数学与自然科学及有关知识对复杂电气工程问题的解决途径进行分析、改进。

课程教学目标2

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

2.2能够运用电气工程专业知识，并考虑工程实际，对复杂工程问题进行初步分析。

课程教学目标1

5.使用现代工具：能够针对电气工程领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对电气工程领域的复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5.3能够对仿真结果进行分析研究，以便对复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其仿真的局限性。

课程教学目标3

1

绪论

第1章绪 论

⟡ 自动控制、自动控制系统的概念

专业知识主导型

了解

2

1课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 开环控制与闭环控制的结构、特点；自动控制系统的分类

专业知识主导型

了解

⟡ 自动控制系统的基本要求

专业知识主导型

了解

⟡ 自动控制理论的发展简史

专业知识主导型

了解

2

如何描述控制系统

第2章控制系统的数学模型

⟡ 控制系统的微分方程的建立

专业知识主导型

理解

1、2

5课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 非线性微分方程的线性化、线性定常微分方程的求解

专业知识主导型

理解掌握

⟡ 传递函数的定义、性质、典型环节及其传递函数、传递函数的求取

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 结构图的基本概念、结构图的等效变换及化简、闭环控制系统的传递函数

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 信号流图的符号及术语、梅逊公式及其应用

专业知识主导型

理解

3

控制系统的时域分析方法

第3章时域分析法

⟡ 典型输入信号和阶跃响应性能指标

专业知识主导型

理解掌握

重点

1、2

6课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 一阶系统的数学模型、单位阶跃响应、单位斜坡响应、单位脉冲响应

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 二阶系统的数学模型、单位阶跃响应、性能指标计算、性能改善

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 高阶系统的暂态响应分析、闭环主导极点

专业知识主导型

理解

⟡ 稳定的概念、线性系统的稳定条件、代数判据、劳斯稳定判据的应用

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 控制系统的误差及稳态误差、给定输入引起的稳态误差、扰动信号引起的稳态误差、提高控制精度的措施

专业知识主导型

理解掌握

4

利用根轨迹法分析控制系统

第4章根轨迹分析法

⟡ 根轨迹的基本概念

专业知识主导型

理解

1、2、3

5课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 绘制根轨迹的基本条件、基本规则、闭环零极点的确定

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 参量根轨迹的概念及绘制

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 最小相位系统的根轨迹、零度根轨迹及绘制

专业知识主导型

理解

⟡ 应用根轨迹图分析控制系统

专业知识主导型

5

利用频率特性分析控制系统性能

第5章频率特性分析法

⟡ 频率特性的概念、定义及几何表示

专业知识主导型

理解

2、3

5课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 典型环节的频率特性；系统开环幅相频率特性(极坐标图) 、对数频率特性(Bode图) 绘制

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 奈奎斯特稳定判据、在Bode图上的奈氏判据；

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 相角裕度、幅值裕度；开环频率特性的三频段与系统性能的关系、开环频率特性与系统动态性能的关系

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 闭环频率特性的特征值、闭环频域指标与时域指标的关系

专业知识主导型

6

根据系统指标要求对系统进行校正

第6章控制系统的综合校正

⟡ 系统校正的一般概念、校正方式

专业知识主导型

了解

2、3

4课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 超前校正装置、滞后校正装置、滞后-超前校正装置、PID调节器

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 频率特性法串联超前校正、串联滞后校正、串联滞后-超前校正、期望特性法校正

专业知识主导型

理解掌握

重点/难点

⟡ 反馈校正及其特点

专业知识主导型

理解掌握

重点

7

控制系统的非线性

第7章非线性控制系统

⟡ 非线性系统的特征、常见非线性特性及其对系统运动的影响

专业知识主导型

理解

难点

2、3

4课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 非线性系统描述函数的基本概念、典型非线性特性的描述函数

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 、非线性系统的简化、非线性系统的描述函数分析

专业知识主导型

理解掌握

重点

8

采样控制系统分析

第8章采样控制系统

⟡ 采样系统的基本结构、采样过程与采样定理、采样信号的复现

专业知识主导型

了解

1、2

2课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ Z变换的定义、方法、基本定理、Z反变换

专业知识主导型

理解

⟡ 脉冲传递函数的定义、开环系统脉冲传递函数、闭环系统脉冲传递函数

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ 差分方程、用Z变换解差分方程

专业知识主导型

理解掌握

1、2、3

4课时

课堂讲授：板书

（为主）+多媒体

⟡ 采样控制系统的动态响应分析、稳定性条件；稳态误差分析

专业知识主导型

理解掌握

难点

⟡ D/A转换芯片与单片机的接口

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ A/D转换芯片与单片机的接口

专业知识主导型

理解掌握

重点

⟡ D/A转换器和A/D转换器的应用编程

专业知识主导型

理解掌握

重点