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控制工程基础第四版教学大纲

课程概述

《控制工程基础》是一门针对自动控制领域的入门课程，主要介绍

控制工程的基本原理、基本方法以及应用技术。本课程旨在让学生初

步掌握系统控制理论的基本知识和方法，以便于在工程实践中解决相

关问题。

授课内容

第一章控制系统概述

1.控制系统的定义和基本概念

2.控制系统的分类

3.控制系统的组成部分和基本结构

第二章数学模型建立

1.线性时不变系统的数学建模

2.传递函数和状态空间模型

3.系统的时间响应和稳态响应分析

第三章系统稳定性分析

1.时域分析法

2.频域分析法

3.系统稳定性的判定方法

第四章控制系统的设计

1.控制系统的设计要求

2.确定控制结构的选择

3.设计控制器的方法

第五章系统性能分析

1.系统的性能指标

2.系统响应速度和稳态精度分析

3.系统性能的提高

第六章高级控制方法

1.PID控制

2.广义预测控制（GPC）方法

3.模糊控制

4.自适应控制

第七章运动控制系统设计

1.伺服机构的基本原理

2.伺服机构的数学模型

3.伺服机构的控制方法

实验内容

实验一系统参数辨识

1.传统系统的建模方法

2.基于系统响应的辨识方法

3.多项式辨识方法

实验二控制系统稳定性分析

1.时域分析法

2.频域分析法

3.稳定性判定方法

实验三PID控制器的设计与应用

1.PID控制器的设计方法

2.PID控制器的参数整定方法

3.PID控制器在控制系统中的应用

实验四自适应控制

1.反馈误差控制方法

2.模型参考自适应控制方法

3.自适应控制系统的建模与设计

实验五运动控制系统的设计

1.伺服机构的控制方法

2.伺服机构系统的建模和参数辨识

3.运动控制系统的设计实现

教材及参考书目

教材

1.许明杰、洪来兴.控制工程基础（第4版）.北京：高等教

育出版社，2017年.

参考书目

1.K.OGATA.ModernControlEngineering(5thedition)，USA:

PrenticeHall,2009.

2.F.FRANKLIN,D.POWELL,EMMANUELK.Agyakwa.Digital

ControlofDynamicSystems.PrenticeHallProfessionalTechnical

Reference，4edition,2009.

3.P.KATTIEN,H.UNDE,M.DEDONCKER.DigitalControlfor

PowerConverters.Springer-VerlagBerlinHeidelberg,2006.

评分方法

1.平时成绩：30%

2.期末考试：70%