《自动控制原理》课程教学（自学）基本要求-中国石油大学教育发展中心.doc

《自动控制原理》课程教学（自学）基本要求 适用层次 所有层次 适应专业 电气工程及其自动化 使用学期 2008秋 自学学时 160 面授学时 40 实验学时 3 使用教材 教材名称 自动控制原理 编 者 高国淼 出 版 社 华南理工 参考教材 课程简介 自动控制原理是电气工程及其自动化的最重要的专业基础理论课，也是本专业的主干课程。通过本课程的学习，希望能奠定学生在控制理论与应用方面的扎实基础，为学习后继的专业课程、进行科研以及实际工作等都打下良好的理论基础。 学习建议 自学时应每周均安排足够量的习题，通过实践练习，加深对基本概念、基本理论和基本方法的掌握与应用。要结合MATLAB掌握自动控制原理的知识。 各章节主要学习内容及要求 第一章 自动控制的基本概念 学时要求 主要内容 核心知识点 本章重点介绍控制系统的组成、负反馈原理和控制系统的分类等。 教学基本要求 【了解】 自动控制、自动控制系统、控制对象、控制器、输入量、输出量、扰动量、开环控制、闭环控制、闭环控制的组成；自动控制系统的分类：线性系统和非线性系统、恒值系统、随动系统、程控系统、连续系统和离散系统；自动控制系统的性能：稳定性、稳态精度、快速性和平稳性。 备 注 第二章 自动控制系统的数学模型 学时要求 主要内容 核心知识点 重点介绍建立机理模型的思路和方法，传递函数的概念，典型环节的特性、控制系统方框图等。 教学基本要求 【了解】 微分方程、传递函数、典型环节的传递函数、动态结构图及其等效变换、状态空间描述。 备 注 第三章 自动控制系统的时域分析 学时要求 主要内容 核心知识点 重点介绍稳定性、稳态误差和瞬态性能的概念。二阶系统阶跃响应的性能指标与特征参数之间的关系、主导极点概念。调节规律及参数对系统性能的影响等。 教学基本要求 【了解】 典型输入信号、由高阶方程求解时间响应、由传递函数求解时间响应、线性系统的稳定条件、劳斯稳定判据及其应用、稳态性能指标及其影响因素、给定输入作用下的稳态误差、扰动作用下的稳态误差、阶跃响应性能指标、一阶系统的时域分析、二阶系统的时域分析、高阶系统的近似处理、主导极点及其作用、附加零-极点的影响。 典型二阶系统的阶跃响应，特征根与特征参数的关系。动态性能指标的计算，环外零极点的影响，二阶系统瞬态性能的改善。 5．高阶系统的瞬态响应 三阶系统的阶跃响应，高阶系统的阶跃响应分析（各种响应分量与特征根分布的关系），主导极点的概念。 6．稳态误差分析 稳态误差概念，开环系统的型别（按1/s因子个数判断），误差系数计算（Kp，Kv，Ka），扰动作用下的稳态误差，参数变化时引起的稳态误差及反馈系统的特点，动态误差系数，PID参数及规律对系统性能的影响。 【重点掌握】 1．稳定性分析 稳定性定义，稳定的充分必要条件，稳定判据及其应用，相对稳定性的概念。 2．一阶系统的瞬态响应 阶跃响应分析，系统参数与瞬态性能的关系，其他典型输入信号响应，线性系统的特性（叠加原理、积分性质、微分性质）。 3．二阶系统的瞬态响应 典型二阶系统的阶跃响应，特征根与特征参数的关系。动态性能指标的计算，环外零极点的影响，二阶系统瞬态性能的改善。 4．稳态误差分析 稳态误差概念，开环系统的型别（按1/s因子个数判断），误差系数计算（Kp，Kv，Ka），扰动作用下的稳态误差，参数变化时引起的稳态误差及反馈系统的特点。 备 注 第四章 根轨迹分析法 学时要求 主要内容 核心知识点 重点介绍负反馈控制系统根轨迹的绘制方法，闭环极点与瞬态响应的关系，PID参数对系统性能的影响等。 教学基本要求 【了解】 根轨迹的基本概念、根轨迹的绘制、应用根轨迹图分析系统。 备 注 第五章 频率特性分析法 学时要求 主要内容 核心知识点 重点介绍频率特性的概念，典型环节的频率特性，Nyquist稳定判据，开环频域指标（ωc，γ）与闭环频域指标（Mp，ωb），典型二阶系统的频域分析。 教学基本要求 【了解】 ? 频率特性的概念、频率特性的图示方法、典型环节的频率特性、最小相位环节与非最小相位环节、开环系统的幅相特性和对数频率特性、系统的闭环频率特性、奈奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据、稳定裕度、频率特性与系统阶跃响应的关系。 备 注 第六章 自动控制系统的校正 学时要求 主要内容 核心知识点 重点介绍超前校正与滞后校正，按稳定裕度确定PID参数。 二、教学基本要求 【了解】 ? 控制系统的性能指标、P-I-D组合控制规律的特点与作用、P-I-D串联校正、零-极点串联校正*、反馈校正