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《自动控制原理》教学大纲

编号：QD-0703-08版本号A/O

适用专业:高级电气自动化设备安装与维修总课时：54

一、说明

1.课程的性质和内容

本课程是电气自动化设备安装与维修专业必修的一门专业主干课。主要教学内容以反馈控制理论为核心，研究控制系统建模方法、线性系统的分析与设计方法及自动控制系统的工作原理、自动调节过程等内容。通过本课程的学习，培养学生掌握自动控制理论、具有自动控制系统的安装、调试、运行、维护等应用能力。

2.课程的任务和要求

（1）明确自动控制的概念，基本控制方式及特点以及对控制系统性能的基本要求；

（2）掌握自动控制系统数学模型的建立、系统性能分析方法以及改善系统性能的途径；

（3）掌握直流调速系统的工作原理、自动调节过程及分析方法；

（4）掌握直流调速系统工程设计方法以及系统的实例分析与调试；

（5）掌握自动控制的基础理论及对连续系统的定性分析和初步设计方法，并具有运用反馈控制原理解决实际工程中的相关问题，提高分析问题和解决问题的能力。

3.教学中应注意的问题

（1）主要讲述古典控制理论。在介绍时，研究对象以线性连续系统，研究方法以频率特性法为重点。

（2）统的数学模型主要是微分方程和传递函数。

（3）为讲解方便，应对学生列出拉氏变换的基本关系式和拉氏变换表。

（4）为适应高职教学，在讲解时应尽量避免过多的数学推导，力求讲清基本概念，注意加强基本理论和方法的应用。

二、学时分配表

教学内容

课时

教学要求

备注

课题一控制系统的基本概念

2

掌握开环、闭环控制系统的特点及闭环系统的组成和分类。

1.1简述控制系统的基本概念

0.5

1.2开环、闭环控制系统的特点

1

1.3闭环控制系统的基本要求、组成和分类。

0.5

课题二控制系统的数学模型

6

掌握系统的运动方程式和状态方程式、线性系统及典型环节的传递函数

2.1控制系统的数学模型的基本概念

1

2.2系统的运动方程式和状态方程式

1

2.3线性系统及典型环节的传递函数

2

2.4系统的方框图变换

2

课题三控制系统的时域分析

12

理解时域分析的基本概念，了解稳定判据，控制系统的稳态误差。

3.1时域分析的基本概念

2

3.2控制系统的典型输入

4

3.3稳定判据，控制系统的稳态误差

4

3.4一阶、二阶系统的时域响应。

2

课题四控制系统的根轨迹分析

7

掌握根轨迹的绘制法则，用根轨迹分析系统的暂态特性。

4.1根轨迹的基本概念

2

4.2根轨迹分析系统的暂态特性

3

4.3开环零、极点的变化对根轨迹的影响

2

课题五控制系统的频域分析

6

了解典型环节的频率特性，掌握系统开环频率特性的绘制，奈魁斯特稳定判据。

5.1频率特性的基本概念

1

5.2典型环节的频率特性

1

5.3奈魁斯特稳定判据

2

5.4开环频率特性与系统稳态误差

1

5.5闭环频率特性

1

教学内容

课时

教学要求

备注

课题六控制系统的校正

5

了解串联超前（微分）校正，串联滞后（积分）校正的设计方法。

6.1系统校正的基本概念

2

6.2校正系统的分析

3

课题七非线性系统

5

理解非线性系统的基本概念，了解非线性系统的线性化及描述函数法。

7.1非线性系统的基本概念

1

7.2非线性系统的线性化

2

7.3描述函数法

2

课题八采样控制系统

5

掌握采样过程和采样定理，采样信号的复现，z变换和z反变换。

8.1采样控制系统的基本概念

1

8.2采样过程和采样定理，采样信号的复现

2

8.3z变换，z反变换

2

机动

2

复习考试

4

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