1323S05006-自动控制原理B-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《自动控制原理B》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323S05006

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

（中文）自动控制原理B

（英文）PrincipleofAutomaticControlB

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

3

课程学时

51

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

先修课程

高等数学，电路分析基础，模拟电路、信号与系统

适用专业（类）

电气工程及其自动化

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《自动控制原理B》课程是本专业的一门专业核心课程，旨在使学生熟悉控制系统组成、建立反馈思想、掌握基本控制概念和要求；具备利用时域、频域、根轨迹三种方法分析控制系统稳定性，动、静态性能的能力，以及根据性能要求为系统设计控制器的能力。为《现代控制》《过程控制》等后续课程奠定必要的理论基础。教学过程中再现理论体系演化形成的过程，从而培养学生创新思维意识，激励学生了解前沿科学技术，为祖国繁荣富强奋斗终生。

（二）教学目标

通过本课程理论学习使学生建立控制系统的基本概念，掌握控制系统基本分析和设计方法，培养学生利用数学语言描述分析系统特性的抽象表达及分析能力，使学生具备系统分析及设计的专业思维方式。课程目标及能力要求具体如下：

课程目标1：掌握控制系统的基本构成，控制基本要求，理解反馈的重要性，建立控制理论知识架构。

课程目标2：掌握机理建模法及时域、频域模型形式，能够基于模型抽象表达系统特性，从而分析系统的稳定性、动态特性和静态性能。

课程目标3：掌握系统设计的逆向思维方式，利用所学分析工具，根据控制要求反推，逐步设计出控制器，并能够利用计算机仿真进行辅助设计和效果验证。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-3能将相关知识和数学模型方法用于推演、分析专业相关工程问题，并能够用于工程问题解决方案的比较与综合

课程目标3

2-1能运用相关科学原理，识别和判断复杂工程问题的关键环节

课程目标2

四、教学方式与方法

1、导向式预习题：通过网络课程平台布置与课程内容相关的引导性预习题目，启发学生自主发现问题，进而寻求解决问题的方法，为课堂授课的顺利进行，成功互动做好准备。

2、贯穿性例题剖析：磁盘驱动系统的实例贯串整个课程，从系统模型建立到稳定性、动静态特性的分析，再到系统的控制器设计，统一的实例更方便学生建立系统的整体观念，对比各种方法的关系和作用。

3、客观细化成绩评定：平时成绩的评定由预习、习题、在线考试、课上抢答、在线讨论、PBL任务等多个模块组成，各模块的成绩按权重求和，实现客观化过程式成绩评定。

4、总结性综合讨论：为避免学生只注重方法而忽视基本概念和控制思想，设计阶段性的总结性思考题，在学生掌握了基本知识点的基础上，引导他们站到一定的高度重新审视学习的内容，突出“控制”的目的性，明确普适性方法在控制前提下应用的特点，避免只见树木不见森林。

5、多方位课程管理：网络——课堂——实验室三种途径有机结合，形成立体化的授课体系。充分利用网络课程平台，培养学生独立思考、互相沟通和协作解决问题的能力：通过网络课程平台布置课前预习题；建立课程论坛，完成课后思考题的讨论；建立作业和仿真专区，方便学生交流经验，分享资源。课堂教学主要完成知识体系的传授和实例剖析，帮学生建立系统性的知识构架，讨论和解决学生在作业和实践中的主要问题。实验教学本着理论联系实际的宗旨，配套的系统性实验和学生的自发实验相结合，在学以致用的过程中深化课程内容的理解。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

线性连续定常系统的分析与设计，主要包括以下内容：

1. 数学模型的建立（微分方程，传递函数，框图，信号流图）

2. 时域分析

系统的稳定性及其分析（稳定性的基本概念，稳定性的判定方法）

系统的动态性能（一阶、二阶系统的性能分析，高阶系统的降阶）

系统的稳态误差

系统的校正（校正的基本结构、PID控制器）

3. 系统的根轨迹分析方法（根轨迹的基本概念，根轨迹动态性能和静态性能的关系，根轨迹的绘制方法，基于根轨迹的系统校正）

4. 系统的频域分析方法（频率分析法的基本思想，频率特性图的绘制，基于频率特性图的系统性能分析，基于频率特性图的系统设计）

（二）教学难点

系统的运动组成及稳定性概念；系统频域分析思想及方法；系统校正方法步骤。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

自动控制基本概念

开环与闭环

单闭环控制系统的基本结构

正反馈与负反馈

控制系统的分类

控制系统基本要求

能够结合不同领域实例说明控制定义中的各个基本要素（被控对象，控制目标，被控量，控制量、扰