自动控制原理教学大纲.docx

自动控制原理 一、课程说明 课程编号： 100104Z10 课程名称（中 /英文） ：自动控制原理 /Principle of Automatic Control 课程类别：专业必修课 学时/学分： 48/3 先修课程：高等数学、大学物理、电子技术或电路 适用专业：能源与动力工程 教材、教学参考书： [1] 胡寿松 . 自动控制原理 (第 6 版)，北京：科学出版社， 2013 [2] 王建辉 . 自动控制原理 (第 2 版)，北京：清华大学出版社， 2014 [3] 吴麒，王诗宓 . 自动控制原理 (第 2 版)，北京：清华大学出版社， 2006 二、课程设置的目的意义 本课程是能源与动力工程等本科专业的专业必修课， 其教学任务是使学生掌 握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计 (校正)的基本方法，初步 掌握系统实验技能，学会运用 Matlab 进行控制系统辅助分析设计的方法，为后 续课程（计算机控制系统，工业过程控制等）的学习提供所应用的系统分析、设 计的基本理论和基本方法， 掌握必要的基本技能， 为进一步深造打下必要的理论 基础。 三、课程的基本要求 知识： 掌握自动控制的基本概念， 自动控制系统分类、 结构特点及与性质的 关系， 线性系统的动态微分方程、 传递函数、 系统方框图以及信号流图表示方法， 非线性系统的线性化方法， 控制系统时域指标及计算方法， 线性系统根轨迹画法 与应用， 频域特性分析方法意义及应用， 控制系统频域指标与时域指标之间的关 联。 学会从被控对象特征分析入手， 依据控制设计控制系统， 形成分析－设计 — 开发的基本知识结构。 能力： 从应用的角度设计控制系统， 将自动控制的知识用于解决实际工程问 题；综合运用时域、复域、频域方法进行系统分析和设计，培养解决复杂工程问 题的能力； 掌握最基本的控制系统设计理念， 针对具体问题提出有效的解决方案； 在能源与动力工程学科与控制科学与工程学科的交叉知识的讨论中培养创新意 识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力； 素质：通过课程中的分析讨论 辩论培养分析沟通交流素质， 建立控制系统理论分析到应用的思维模式， 提升理 解工程管理与经济决策的基本素质。 通过课外导学的模式， 提升自主学习和终身 学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。 第 1 页/ 共 3 页 1028 10 2 8 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 第 1 章 第 2 章 第 3 章 教学内容 自动控制理论 的历史与发 展；自动控制 的一般概念； 控制系统的科 学描述方法 控制系统动态 (微分 )方程； 拉普拉斯变换 及反变换；控 制系统的传递 函数；系统动 态结构图；信 号流图与梅逊 增益公式 二阶系统的时 间响应及动态 性能；高阶系 统的时间响应 及动态性能； 线性系统的稳 定性分析；线 性系统的稳态 误差 总 学 时 学时分配 讲课 实 (含研讨 ) 践 2 10 8 教学方案设计 教学重点 教学难点 （含教学方法、 教学手段） 1.控制系统的任 务、组成及自动 控 制 的 基 本 概 念； 2.控制系 统方框图画法 1.动态 (微分 ) 方 程的建立及线性 化； 2.拉普拉斯 反变换； 3. 典型 环节及元部件的 传递函数； 4.动 态结构图、信号 流图、梅逊增益 公式 1.二阶系统的时 间响应及动态性 能、改善系统性 能 的 措 施； 2. 高阶系统的时间 响 应 及 动 态 性 能； 3.劳斯判据； 4.稳态误差计算 方法 开 环 控 制 和 闭 环 控 制 的 基 本 原 理 和 特点 通过示例， 引导 学生建立起 系 统的基本概念 1. 拉 普 拉 斯 反变换； 2.动 态结构图、 信 号流图、 梅逊 增益公式 对比控制系 统 的多种描述 方 法（模型） ，引 导学生体会 其 间的异同 及侧 重 1. 线 性 系 统 的 稳 定 性 分 析方法； 2.线 性 系 统 的 稳 态 误 差 计 算 方法 理论推导结 合 课堂及课外 习 题 练习 第 4 章 第 5 章 第 6 章