《自动控制原理》教学大纲-西南交通大学课程与资源中心.doc

《自动控制原理》教学大纲 课程名称：自动控制原理 Automatic Control Theory 课程学科类别：工学 电气信息类 学时与学分：64/4 先修课程：高等数学、复变函数、积分变换、大学物理、电路分析、信号与系统、模拟电子技术等 课程教学目标： 1. 系统地掌握基于经典控制理论进行控制系统分析和设计的基本原理与基本方法，理解经典控制理论的基本思想； 2. 能够应用经典控制理论进行控制系统的分析与设计； 3. 能够应用MATLAB等软件工具和实验装置进行控制系统的仿真分析及设计。 适用学科专业：电气工程及其自动化，电子信息工程 教学手段与方法：课堂面授、实验教学 基本教学内容与学时安排： 一、理论教学内容（56学时）： 1．绪论（2学时） 控制理论和技术的发展历史以及自动控制系统的一些基本概念。 2．控制系统的数学模型（6学时） 控制系统的输入/输出模型（微分方程、传递函数、频率特性）；非线性数学模型的线性化；控制系统的框图模型；控制系统的状态空间模型；输入/输出模型与状态空间模型之间的转换。 3．控制系统的时域分析（7学时） 控制系统的动态特性分析（一阶系统的响应；典型无零点二阶系统的响应及性能指标；具有零点的二阶系统的响应；高阶系统的响应）；控制系统的稳定性分析；控制系统的稳态特性分析。 4．控制系统的复数域分析（8学时） 根轨迹法的基本概念；根轨迹的绘制规则及根轨迹的绘制。 5．控制系统的频域分析（10学时） 频率响应法的基本概念；频率特性图的绘制；奈奎斯特稳定判据；稳定裕量。 6．控制系统的设计和校正（15学时） 线性控制系统设计和校正的基本概念；常用校正环节及其特性；基于频率法的串联校正（超前、滞后、滞后-超前）；基于根轨迹法的串联校正（超前、滞后、滞后-超前）。 7．非线性控制系统分析（8学时） 描述函数法；非线性控制系统的描述函数分析；相平面法；非线性控制系统的相平面分析。 二、实验教学内容（8学时）： 实验一 典型环节的模拟研究； 实验二 瞬态响应和稳定性 实验三 线性控制系统根轨迹分析 实验四 线性控制系统的频率特性测试 实验五 频域法串联超前校正 实验六 频域法串联滞后校正 实验七 非线性控制系统 实验八 模拟直流电机闭环调速实验（综合实验） 教材及教学参考书 1．现代控制系统(第八版). Richard C. Dorf, Robert H. Bishop,谢红卫等译.高等教育出版社, 2001. 2．Modern Control Systems(Ninth Edition) (英文影印版). 科学出版社 2002. 3．自动控制原理（上下册）. 黄家英. 高等教育出版社, 2003 4．自动控制原理（上下册）. 吴麒. 清华大学出版社, 5．自动控制理论新编教程. 张汉全等. 西南交通大学出版社, 考核方式 考试；作业；课程报告及实验成绩 撰稿人：金炜东 审核：胡鹏飞