02291自动控制理论（一）-上海交通大学成人教育学院.DOC

上海市高等教育自学考试 工业自动化专业（独立本科段）B080603 自动控制理论（一）（02291） 自学考试大纲 上海交通大学自学考试办公室编 上海市高等教育自学考试委员会组编 2007年6月 Ⅰ、课程性质及其设置的目的和要求 一．本课程的性质与设置的目的 在现代工程和科学技术发展过程中，自动控制起着越来越重要的作用，它已渗透到科学技术的各个领域。本课程是工业电气自动化专业的技术基础课，是一门理论与实践紧密结合的课程。 本课程的基本任务是使学生掌握自动控制的经典控制理论，应用这种理论对自动控制系统进行分析和设计，为从事各类控制系统的设计、运用和维修的科技工作者打下一个必要的理论基础；并为学习相关后续课程打好基础。 二．本课程的基本要求 l．要求很好地掌握控制系统的数学模型及各种物理系统，特别是机电系统的数学模型。数学模型是各种分析及设计方法的工具及基础。 2．掌握时域分析法，频域分析法及根轨迹法。使用这些方法对系统进行分析和设计是本课程的核心。这些方法也是学习非线性和现代控制理论的基础。 3．对非线性系统具有初步的分析能力。 4．要求掌握系统的时域和频域性能指标的测试方法，学会使用一般的测试和记录仪器。在条件具备的情况下，能利用模拟计算装置或数字计算机对系统进行仿真分析及设计。 三 先修课:高等数学、工程数学、电工原理。 后续课:本课程为《微机控制技术》和《电力拖动自动控制系统》等课程提供了必要的理论基础。 Ⅱ、课程内容与考核目标 第章 基本 （二） 自动控制系统的组成 （三） 自动控制系统的分类 （四） 控制系统实例 四、考核要求 （一） 自动控制系统的基本 （三） 自动控制系统的分类 1、领会 开环控制系统的定义与特点 闭环控制系统的定义与特点 反馈的概念 恒值控制系统与随动系统的概念 （四） 控制系统实例 1、领会 内燃机转速控制系统的工作原理 角度随动系统的工作原理 第章 一、学习目的和要求 了解 重点是第章 一、学习目的和要求 了解系统稳定的基本概念；线性系统稳定的充分必要条件；系统稳定的必要条件；劳斯判据；稳态误差定义；系统类型；位置误差及位置误差系数；速度误差与速度误差系数；加速度误差与加速度误差系数；一阶系统的阶跃响应，动态性能和稳态误差分析；二阶系统的阶跃响应，动态性能和稳态误差分析；熟悉常用的典型测试信号。 重点是：系统稳定的充分必要条件；劳斯稳定判据；稳态误差系数与稳态误差；动态性能指标。 二、课程内容 第一节 常用的典型测试信号 第二节 控制系统的稳定性分析 （一） 稳定性的基本概念 （二） 线性定常系统稳定的充分必要条件 （三） 劳斯稳定性判据 第三节 控制系统的稳态特性－稳态误差分析 （一） 稳态误差和控制系统类型 （二） 稳态误差系数和稳态误差计算 第四节 控制系统的动态特性－动态响应分析 （一） 控制系统动态响应指标 （二） 一阶系统的动态响应 （三） 二阶系统动态响应的描述参数 （四） 二阶系统的单位阶跃响应 （五） 二阶系统的动态响应指标 第五节 高阶系统的动态响应 （一） 高阶系统动态响应的特点 （二） 主导极点、偶极子和附加零极点 三、考核知识点 （一） 控制系统常用的典型测试信号 （二） 控制系统的稳定性分析 （三） 控制系统的稳态性能分析 （四） 控制系统的动态响应 （五） 高阶系统的动态响应 四、考核要求 （一） 控制系统常用的典型测试信号 1、识记 典型测试信号的定义 典型测试信号的数学表达式 （二） 控制系统的稳定性分析 1、领会 稳定性的基本概念 线性定常系统稳定的充分必要条件 系统定常系统稳定的必要条件 2、简单应用 劳斯稳定判据及应用 （三） 控制系统的稳态性能分析 1、领会 稳态误差的定义 控制系统的类型 2、简单应用 稳态误差系数及稳态误差的求取 （四） 控制系统的动态响应 1、领会 控制系统的动态响应指标 2、简单应用 一阶系统的阶跃响应及性能指标 3、综合应用 二阶系统的阶跃响应及性能指标 （五） 高阶系统的动态响应 1、领会 主导极点 偶极子 附加零极点 第章 一、学习目的和要求 了解根轨迹的概念；系统的闭环传递函数与开环传递函数之间的关系；根轨迹的幅值条件及相角条件；一般根轨迹的绘制规则；利用根轨迹法分析系统的性能；开环零极点的增加和移动对根轨迹的影响。 重点是：根轨迹的幅相条件；根轨迹的绘制方法。 二、课程内容 第一节 闭环系统的根轨迹 （一） 根轨迹的定义 （二） 根轨迹的幅值条件和相角条件 第二节 绘制根轨迹的基本规则 （一） 绘制根轨迹的基本规则和步骤 （二） 开环零、极点的变化对根轨迹的影响 第三节 根轨迹的应用 （一） 用根轨迹分析系统 （二） 用根轨迹选择系统参数 三、考核知识点 （一） 根轨迹定义与幅相条件 （二） 根轨