《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱-版

(完整版)《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱-2012版(完整版)《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱-2012版《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱課程名稱:機(jī)械工程控制基礎(chǔ)英文名稱：ControlFundamentalofMechanicalEngineering課程編碼:51510502學(xué)時(shí)/學(xué)分：36/2課程性質(zhì)：必修課適用專業(yè):機(jī)械類各專業(yè)先修課程:高等數(shù)學(xué)，理論力學(xué)，電工與電子技術(shù),復(fù)變函數(shù)與積分變換（可選）一、課程的目的與任務(wù)一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程是在高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)(復(fù)變函數(shù)與積分變換）相關(guān)知識(shí),介紹機(jī)械工程類專業(yè)的重要理論基礎(chǔ)之一——工程控制論。這門學(xué)科既是一門廣義的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，又是一種合乎唯物辯證法的思想論和方法論，對(duì)啟迪與發(fā)展人們的思維與智力有很大的作用。本課程的基本任務(wù)是將自動(dòng)控制理論應(yīng)用于機(jī)械工程實(shí)際,基本要求是在闡明機(jī)械工程控制論的基本概念、基本知識(shí)與基本方法的基礎(chǔ)上，使學(xué)生學(xué)會(huì)建立和變換系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，掌握控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析和頻率特性分析方法，并在此基礎(chǔ)上具備討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識(shí)等問(wèn)題的能力。使學(xué)生以辯證方法沖破形而上學(xué)的思想方法，推動(dòng)這一領(lǐng)域的生產(chǎn)與學(xué)科向前發(fā)展。方程求解知識(shí)和復(fù)變函數(shù)的概念，初步掌握積分變換及其逆變換的基本方法.中去。二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第一章緒論教學(xué)目的和要求：本章首先闡述了機(jī)械工程控制基礎(chǔ)這門課程的重要意義，然后介紹控制工程的基本思想、基本概念、控制系統(tǒng)的分類和基本要求，使學(xué)生了解機(jī)械工程控制論的研究對(duì)象教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．系統(tǒng)及其模型反饋和反饋控制系統(tǒng)的基本要求業(yè)。1。1控制工程概述1。2系統(tǒng)的分類1.3對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求1。4控制工程的發(fā)展1。5本課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法考核知識(shí)點(diǎn)：系統(tǒng)；反饋和反饋控制；系統(tǒng)的分類；對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，熟練掌握傳遞函數(shù)方框圖及其簡(jiǎn)化，理解相似系統(tǒng)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)方框圖及其簡(jiǎn)化相似系統(tǒng)的課堂練習(xí)和課外作業(yè)。2.1系統(tǒng)的微分方程2。2拉氏變換及拉氏反變換系統(tǒng)的傳遞函數(shù)系統(tǒng)的方框圖及其簡(jiǎn)化相似系統(tǒng)復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度，適當(dāng)安排思考題和練習(xí)題,習(xí)題量宜適中。輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第三章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析統(tǒng)誤差分析與計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．時(shí)間響應(yīng)及其組成2．一階、二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析3、二階系統(tǒng)響應(yīng)的性能指標(biāo)配合適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)和課外作業(yè).3。1時(shí)間響應(yīng)及典型輸入信號(hào)3。2一階系統(tǒng)的時(shí)域分析3。3二階系統(tǒng)的時(shí)域分析高階系統(tǒng)的時(shí)域分析系統(tǒng)誤差分析復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度安排練習(xí)題，習(xí)題量可適當(dāng)加大。輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第四章控制系統(tǒng)的頻域分析統(tǒng)與非最小相位系統(tǒng)的概念,了解頻域性能指標(biāo).教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．頻率特性的概念2．頻率特性的圖示方法合適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)和課外作業(yè)。4。1頻率特性概述4.2頻率特性的極坐標(biāo)圖4。3頻率特性的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)間的關(guān)系復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度，適當(dāng)安排練習(xí)題,習(xí)題量宜適中。NyquistBodeBode輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析RouthNyquistBode的概念的求法。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．系統(tǒng)穩(wěn)定性的初步概念2．Routh穩(wěn)定判據(jù)3．Nyquist穩(wěn)定判據(jù)4．系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性教學(xué)方法與手段：以課堂講授為主,注意舉例和采用啟發(fā)式教學(xué)，配合適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)和課外作業(yè)。5。1穩(wěn)定性的初步概念5。2穩(wěn)定性判據(jù)5。3系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度，適當(dāng)安排練習(xí)題,習(xí)題量適中或較少為宜?？己酥R(shí)點(diǎn):穩(wěn)定的定義和條件;關(guān)于穩(wěn)定性的一些提法；Routh輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第六章控制系統(tǒng)的校正教學(xué)目的和要求：了解系統(tǒng)的性能指標(biāo)，系統(tǒng)地了解系統(tǒng)校正的各種方法.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．系統(tǒng)的性能指標(biāo)2．系統(tǒng)校正的概念和分類教學(xué)方法與手段:以課堂講授為主，注意實(shí)例教學(xué)，配合適當(dāng)?shù)恼n堂練習(xí)和課外作業(yè).6。1系統(tǒng)校正的基本概念6。2系統(tǒng)的串聯(lián)校正6。3系統(tǒng)的PID6。4系統(tǒng)的并聯(lián)校正復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)度，適當(dāng)安排思考題和練習(xí)題,習(xí)題量適中或較少為宜.考核知識(shí)點(diǎn):系統(tǒng)的性能指標(biāo)；系統(tǒng)校正的概念和分類輔助教學(xué)活動(dòng)：無(wú)第七章離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡(jiǎn)介散控制和現(xiàn)代控制理論建立初步的認(rèn)識(shí)，了解離散控制的基本原理和狀態(tài)空間分析法的基本思想，理解這些理論和方法在計(jì)算機(jī)控制方面的應(yīng)用前景,并為以后深入學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論奠定基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：1．離散控制系統(tǒng)2．現(xiàn)代控制理論簡(jiǎn)介7。1離散控制系統(tǒng)7。2現(xiàn)代控制理論簡(jiǎn)介復(fù)習(xí)與作業(yè)要求：可少量安排或不安排課堂練習(xí)和課外作業(yè)。輔助教學(xué)活動(dòng):無(wú)三、課程教學(xué)的特色說(shuō)明本教學(xué)大綱定位于普通大學(xué)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段的要求，不求理論全而深，新知識(shí)的原則，力求做到針對(duì)性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，講解清晰。674~6251合使用。本課程主要介紹經(jīng)典控制理論。在介紹了如何建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，介紹時(shí)域分析還可簡(jiǎn)要介紹離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論。四、考試大綱考試的目的與作用機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。學(xué)生的考試成績(jī)是對(duì)其學(xué)習(xí)水平評(píng)價(jià)的重要因素之一。通過(guò)復(fù)習(xí)考試，可以鞏固學(xué)生對(duì)機(jī)械工程控制論的基本概念、基本知識(shí)與基本方法的認(rèn)識(shí)和理解?？疾鞂W(xué)生對(duì)建立和變換系統(tǒng)的備討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識(shí)等問(wèn)題的能力。教師通過(guò)考試可以考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，找出共性問(wèn)題；另外，通過(guò)考試還可以檢查教學(xué)效果，為今后進(jìn)一步提高機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)課程建設(shè)提供重要的參考依據(jù)。考核內(nèi)容與考核目標(biāo)上討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及系統(tǒng)分析和校正、系統(tǒng)辨識(shí)等問(wèn)題。主要參考書⑴．機(jī)械工程控制基礎(chǔ)．田勇，陳大立．電子工業(yè)出版社,2011⑵．機(jī)械工程控制基礎(chǔ)（第五版．楊叔子．華中科技大學(xué)出版社，2005。4．課程考試內(nèi)容與教材的關(guān)系體情況參見教學(xué)大綱。5．分章節(jié)的考核知識(shí)點(diǎn)第一章緒論⑴．識(shí)記：系統(tǒng)的分類；對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求⑵．理解：系統(tǒng);反饋和反饋控制第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型⑴．識(shí)記:典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)⑵．理解：拉氏變換及拉氏反變換；傳遞函數(shù);相似系統(tǒng)第三章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析⑴．識(shí)記：時(shí)間響應(yīng)及其組成;高階系統(tǒng)的時(shí)域分析⑵．理解：一階、二階系統(tǒng)的單位脈沖、單位階躍響應(yīng)⑶．應(yīng)用：一階、二階系統(tǒng)響應(yīng)的性能指標(biāo)第四章控制系統(tǒng)的頻域分析⑴．識(shí)記：典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖；典型環(huán)節(jié)的Bode圖；⑵．理解：頻率響應(yīng)與頻率特性;頻率特性的求法Bode第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性⑴．識(shí)記:穩(wěn)定性的初步概念；相對(duì)穩(wěn)定性⑵．理解：穩(wěn)定的定義和條件⑶．應(yīng)用：穩(wěn)定性判據(jù)第六章控制系統(tǒng)的校正第七章離散控制系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論簡(jiǎn)介⑴．識(shí)記：離散控制系統(tǒng)的基本概念；現(xiàn)代控制理論的基本概念6．題目類型與考核方式證明題等,也可采用其它題型?？己朔椒ńㄗh采用閉卷考試，也可采用開卷考試.7．成績(jī)?cè)u(píng)定辦法一般考試試卷成績(jī)占80％，平時(shí)成績(jī)占20%。平時(shí)成績(jī)一般依據(jù)課堂出勤、提問(wèn)、作業(yè)及平時(shí)表現(xiàn)等進(jìn)行評(píng)定，所占比例也可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)修改。教學(xué)時(shí)數(shù)課程內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)課程內(nèi)容第一章緒論學(xué)時(shí)分配表教學(xué)環(huán)節(jié)講實(shí)習(xí)其小題課驗(yàn)課它計(jì)33第二章控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型516第三章控制系統(tǒng)的時(shí)域分析617第四章控制系統(tǒng)的頻域分析617第五章控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性617第六章控制系統(tǒng)的校正22第七章理論簡(jiǎn)