自動(dòng)控制原理教學(xué)大綱

自動(dòng)控制原理教學(xué)大綱一、說(shuō)明1．課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程是自動(dòng)化專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是該專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)最基本的理論基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)該課程的目的在于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際中的分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力。該課程為過(guò)程控制與儀表、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)控制原理（現(xiàn)代部分）及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等后繼課程打下了必需的理論基礎(chǔ)。2.課程的任務(wù)和要求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟悉自動(dòng)控制的基本概念和控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；掌握時(shí)域分析法、根軌跡法和頻域分析法；理解穩(wěn)定性的有關(guān)概念，穩(wěn)定性判據(jù)；掌握線性系統(tǒng)的校正方法；掌握線性離散系統(tǒng)的分析及校正方法；掌握非線性系統(tǒng)的分析方法。3.中應(yīng)注意的問(wèn)題（1）基本念、基本理論和基本方法。（2）充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，倡導(dǎo)傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合的教學(xué)模式，師生互動(dòng)，啟發(fā)誘導(dǎo)，激活思維，鼓勵(lì)創(chuàng)新。二、學(xué)時(shí)分配表章講課內(nèi)容學(xué)時(shí)一自動(dòng)控制的一般概念4二控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型10三線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法10四線性系統(tǒng)的根軌跡法8五線性系統(tǒng)的頻域分析法14六線性系統(tǒng)的校正方法8七線性離散系統(tǒng)的分析與校正10八非線性控制系統(tǒng)分析8總計(jì)72實(shí)驗(yàn)名稱與學(xué)時(shí)安排表序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)分配1典型環(huán)節(jié)的時(shí)域響應(yīng)實(shí)驗(yàn)22典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性分析實(shí)驗(yàn)23線性系統(tǒng)的根軌跡分析實(shí)驗(yàn)24線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)25線性系統(tǒng)的校正實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）26離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析實(shí)驗(yàn)27采樣控制系統(tǒng)的校正實(shí)驗(yàn)28典型非線性環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)29二階非線性系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)2合計(jì)18三、課程內(nèi)容與要求一自動(dòng)控制的一般概念教學(xué)要求1、掌握反饋、開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、控制器、被控對(duì)象等基本概念2、能根據(jù)控制系統(tǒng)工作原理圖繪制方塊圖教學(xué)內(nèi)容（一）自動(dòng)控制理論發(fā)展概況（二）自動(dòng)控制的基本概念與方式（三）自動(dòng)控制系統(tǒng)分類（四）對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求（五）自動(dòng)控制系統(tǒng)組成和方框圖二控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型教學(xué)要求1、能夠用理論推導(dǎo)的方法建立電路系統(tǒng)及力學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型——微分方程2、會(huì)結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖的繪制，會(huì)由結(jié)構(gòu)圖等效變換求傳遞函數(shù)，會(huì)由梅森公式求傳遞函數(shù)教學(xué)內(nèi)容（一）建立控制系統(tǒng)的微分方程（二）傳遞函數(shù)的概念和求?。ㄈ┙Y(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖的繪制（四）由結(jié)構(gòu)圖等效變換求傳遞函數(shù)（五）由梅森公式求傳遞函數(shù)三線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法教學(xué)要求1、牢固掌握一階和二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和典型響應(yīng)2、熟練計(jì)算一階和二階欠阻尼系統(tǒng)性能指標(biāo)3、掌握穩(wěn)定性的定義和勞斯穩(wěn)定判據(jù)4、熟練計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；理解主導(dǎo)極點(diǎn)的概念教學(xué)內(nèi)容（一）時(shí)域性能指標(biāo)的定義（二）一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能（三）二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能（四）二階系統(tǒng)性能改善的方法（五）高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能（六）穩(wěn)定性的定義和勞斯穩(wěn)定判據(jù)及其應(yīng)用（七）穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算，減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的方法四線性系統(tǒng)的根軌跡法教學(xué)要求1、能依據(jù)根軌跡的繪制規(guī)則繪制系統(tǒng)的根軌跡2、熟練用根軌跡法分析系統(tǒng)性能教學(xué)內(nèi)容（一）根軌跡的概念（二）根軌跡方程（三）繪制根軌跡的基本法則（四）用根軌跡法分析系統(tǒng)性能五線性系統(tǒng)的頻域分析法教學(xué)要求1、能概略繪制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅相曲線、對(duì)數(shù)頻率特性曲線2、能用頻域穩(wěn)定判據(jù)判定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性；熟練計(jì)算穩(wěn)定裕度；由對(duì)數(shù)幅頻特性曲線確定相應(yīng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)教學(xué)內(nèi)容（一）頻域特性的基本概念和圖形表示方法（二）典型