《自动控制理论》教学大纲（本科）.docVIP

PAGE 4 《自动控制理论》教学大纲 课程英文名 Automatic Control Theory 课程代码 A0808Y12 学分 3.5 总学时 56 理论学时 56 实验/实践学时 0 课程类别 学科基础课 课程性质 必修 先修课程 《复变函数与积分变换》、《电子技术》、《高等数学》 适用专业 电气工程及其自动化 开课学院 机电学院 执笔人 审定人 制定时间 2020 年10月 注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。 一、课程地位与课程目标 （一）课程地位 《自动控制理论》是电气工程及其自动化专业的重要学科基础课程，教学目的是培养学生利用所学数学、工程数学知识，分析和设计自动控制系统。通过课程学习，使学生理解自动控制系统的基本概念，掌握自动控制系统建模的方法，熟练掌握系统性能指标的分析计算方法，理解自动控制系统校正概念，熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统。为今后深入学习现代控制理论、最优控制理论、线性控制系统、非线性控制系统、系统辨识等课程奠定基础。 学生通过本课程的学习，可针对单输入/单输出系统，建立传递函数数学模型，分析和计算输出反馈控制系统性能指标，设计校正控制器，具备初步的自动控制系统设计能力。 （二）课程目标 1.理解自动控制系统的基本概念，熟悉控制系统分析与设计的理论知识体系，具有面向实际自动控制系统复杂工程问题的理解能力； 2.掌握自动控制系统建模方法，具有将数学、自然科学、工程基础和专业知识，根据实际工程对象建立数学模型，并针对复杂控制工程问题进行模拟和预测的能力；（支撑毕业要求1-2/H） 3.熟练掌握分析和计算自动控制系统稳定性、稳态和动态性能指标的方法，具有应用控制理论基本原理，针对复杂的控制工程实际问题，进行分析、计算与应用能力； 4.熟练掌握自动控制系统控制器设计方法，具有应用控制系统校正基本原理，针对复杂的控制工程实际问题，进行控制系统设计与改进能力。鼓励学生自我创新意识，深化学生思想政治的理解，增强民族自信和专业自信。(支撑毕业要求4-1/H) 二、课程目标达成的途径与方法 《自动控制理论》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，针对单输入/单输出控制系统，学习建立数学模型，分析稳定性和稳动态性能，并在预期性能输出条件下，设计控制器的专业基础知识。培养学生运用工程基础知识和自动控制理论专业知识，分析和解决控制科学与工程领域复杂工程问题的能力。 （1）课堂教学主要讲述自动控制系统的基本概念，基本原理、基本分析、计算和设计方法。并将简单的单输入/单输出工程实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习控制理论的兴趣，熟悉控制系统分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。 （2）针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。 （3）设计验证性、设计性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力、实验数据分析和处理能力和团队协助能力。 三、课程目标与相关毕业要求的对应关系 课程目标 课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L） 毕业要求1 毕业要求2 毕业要求3 课程目标1 M 课程目标2 H 课程目标3 M 课程目标4 H 注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。 四、课程主要内容与基本要求 知识点 主要内容 基本要求 对应课程目标 第1章 自动控制系统概论 (1)自动控制理论发展史 L1 课程目标1 (2)自动控制系统的基本概念 L2 课程目标1 第2章 自动控制系统数学模型 (1)控制系统数学模型的建立 L3 课程目标2 (2)控制模型的有效变换 L3 课程目标2 第3章 控制系统的时域分析 (1)控制系统时域响应 L3 课程目标2 （2）控制系统稳定性分析与判断 L2 课程目标3 （3）控制系统稳态分析 L3 课程目标3、4 第4章 控制系统根轨迹法分析 （1）控制系统的根轨迹绘制 L3 课程目标2、4 （2）根轨迹方法的应用 L3 课程目标3、4 第5章 控制系统频域分析 （1）控制系统的频域法建模 L2 课程目标1 （2）控制系统的频域特性响应 L3 课程目标2 （3）控制系统的稳定性分析与判断 L3 课程目标3 （4）控制系统相对稳定性的分析与计算 L3 课程目标3、4 第6章 控制系统的校正 （1）控制系统校正的基本原理 L2 课程目标1、2 （2）控制器结构与参数设计 L2 课程目标2、3 （3）控制器参数整定 L2 课程目标3、4 基本要求：L1-理解，L2-掌