《自动控制理论》课程教学大纲 (2).docx

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1、自动控制理论教学大纲课程 英文 名Automatic Control Theory课程 代码9 学分3.5总学 时56理论 学时56实验/实践 学时课程 类别学科 基础 课课程 性质必 修先修 课程复变函数,电路分析基础适用 专业电气工程及其自动化开课学院机电学院一、课程地位与课程目标(-)课程地位自动控制理论是电气工程及其自动化专业的重要学科基础课程，教学目的是培 养学生利用所学数学、工程数学知识，分析和设计自动控制系统。通过课程学习，使学 生理解自动控制系统的基本概念，掌握自动控制系统建模的方法，熟练掌握系统性能指 标的分析计算方法，理解自动控制系统校正概念，熟练使用根轨迹法和频率特性法分

2、析 与设计控制系统。为今后深入学习现代控制理论、最优控制理论、线性控制系统、非线 性控制系统、系统辨识等课程奠定基础。学生通过本课程的学习，可针对单输入/单输出系统，建立传递函数数学模型，分 析和计算输出反馈控制系统性能指标，设计校正控制器，具备初步的自动控制系统设计 能力。(-)课程目标1 .理解自动控制系统的基本概念，熟悉控制系统分析与设计的理论知识体系，具有面向 实际自动控制系统复杂工程问题的理解能力；2 .掌握自动控制系统建模方法，具有将数学、自然科学、工程基础和专业知识，根据实 际工程对象建立数学模型，并针对复杂控制工程问题进行模拟和预测的能力；3 .熟练掌握分析和计算自动控制系统稳

3、定性、稳态和动态性能指标的方法，具有应用控 制理论基本原理，针对复杂的控制工程实际问题，进行分析、计算与应用能力；4 .熟练掌握自动控制系统控制器设计方法，具有应用控制系统校正基本原理，针对复杂 的控制工程实际问题，进行控制系统设计与改进能力。二、课程目标达成的途径与方法自动控制理论课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，针对单输 入/单输出控制系统，学习建立数学模型，分析稳定性和稳动态性能，并在预期性能输 出条件下，设计控制器的专业基础知识。培养学生运用工程基础知识和自动控制理论专 业知识，分析和解决控制科学与工程领域复杂工程问题的能力。(1)课堂教学主要讲述自动控制系统的基本概念，

4、基本原理、基本分析、计算和设计 方法。并将简单的单输入/单输出工程实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解 抽象的理论知识，提高学习控制理论的兴趣，熟悉控制系统分析与设计的理论知识体 系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效 果。(2)针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学 习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。(3)设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的 应用能力、实验数据分析和处理能力和团队协助能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目课程目标对毕业要

5、求的支撑程度(H、M、L)标毕业要求1毕业要求2课程目 标1LM课程目 标2HH课程目 标3MH课程目标4MH注：1.支撑强度分别填写II、M或L (其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低)。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本 要求对应课程目标第1章 自动控制系统 概论(1)自动控制理论发展史L1课程目标1(2)自动控制系统的基本概念L2课程目标1第2章 自动控制系统 数学模型(1)控制系统数学模型的建立L3课程目标2(2)控制模型的有效变换L3课程目标2第3章 控制系统的时 域分析(1)控制系统时域响应L3课程目标2(2)控制系统稳定性分析与 判断L2课程目标3(3)控制系统稳态分

6、析L3课程目标3、4第4章 控制系统根轨 迹法分析(1)控制系统的根轨迹绘制L3课程目标2、4(2)根轨迹方法的应用L3课程目标3、4第5章 控制系统频域 分析(1)控制系统的频域法建模L2课程目标1(2)控制系统的频域特性响 应L3课程目标2(3)控制系统的稳定性分析 与判断L3课程目标3(4)控制系统相对稳定性的 分析与计算L3课程目标3、4第6章 控制系统的校 正(1)控制系统校正的基本原 理L2课程目标1、2(2)控制器结构与参数设计L2课程目标2、3(3)控制器参数整定L2课程目标3、4基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握)五、课程学时安排知识点 章节教学内容学 时 数学

7、生任务对应课程目 标第1章 绪论自动控制系统基本概 念2pll 1-1. 1-2课程目标1开环控制与闭环控制1pll 1-4课程目标1自动控制系统的分类 与性能要求1pl2 1-5课程目标1第2章 控制系 统的数 学模型控制系统微分方程模 型建立2p58 2-2. 2-3课程目标2控制系统传递函数模 型3P58 2-5、 2-6课程目标2系统框图及其等效交 换2P59 2-10课程目标2控制系统信号流图2P59 2-11课程目标2控制系统数学模型的 转换1课程目标2第3章 控制系 统时域 分析一阶系统的时域响应2P106 3-2、34 3-5课程目标2二阶系统的时域响应3P107 3-7. 3

8、- 8课程目标2线性定常系统的稳定 性分析2P108 3-11. 3- 12课程目标3控制系统稳态误差2P108 3-13课程目标3、4第4章 根轨迹根轨迹的基本概念与 绘制规则3P146 4-1、4-2、 4-3课程目标2、 3参量根轨迹的绘制2P1464-4、 4-6课程目标3、4根轨迹法分析控制系 统4P148 4-14,4-18课程目标3、4第5章 频率响 应法频率特性1P215 5-1 (1) (2)课程目标2伯德图绘制3P215 5-2(l,2)5-3课程目标2极坐标图绘制3P2165-5, 5-7课程目标3奈奎斯特稳定判据3P2165-9, 5-11,课程目标3相对稳定性分析2P

9、2185-15,5-17,5-20课程目标3、 4第6章 控制系 统的校 正控制系统校正模型3课程目标1超前校正3P2706-1, 6-2课程目标2滞后校正3P2716-4, 6-6课程目标2、3滞后一超前校正3课程目标3、4六、实践环节及基本要求（无，单独设课）七、考核方式及成绩评定考核 内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比 例过程 考核含到课率、课堂讨论发 言、平时作业等中国计量学院学生课程平 时成绩考核细则20%期末 考核闭卷试卷参考答案和评分标准80%考核 类别考试成绩 登记百分制八、推荐教材与主要参考书（-）推荐教材：邹伯敏主编自动控制理论（第三版），机械工业出版社，2008 年（二）主要参考书：王万良，赵燕伟编著，自动控制原理（第二版）机械工业出版社，2015年胡寿松主编，自动控制原理（第五版），科学出版社，2007年徐颖秦，潘丰主编，自动控制原理学习辅导与习题解答（第二版）机械工业出版 社，2015 年丁红，贾玉瑛主编自动控制原理实验教程，北京大学出版社，2015年刘超，高双编著自动控制原理的MATLAB仿真与实践，机械工业出版社，2015 年