4116 课程教学大纲( 测试与控制技术基础1)-2017-陈永亮.docVIP

天津大学《测试与控制技术基础1》课程教学大纲

课程代码：

2010871

课程名称：

测试与控制技术基础1

学时：

48

学分：

3

学时分配：

授课：40

上机：

实验：8

实践：

实践（周）：

课后学习

48

更新时间：

2017

授课学院：

机械工程学院

适用专业：

机械设计制造及其自动化

先修课程：

机械工程导论、电气工程概论、设计与制造基础2A

一．课程简介

本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门学科基础课。开课时间为三年级第一学期。通过课程学习让学生掌握有关控制技术基础知识、基本理论和基本方法。

二．教学基本要求

通过本课程的学习，使学生了解系统控制与数字控制基本理论、方法及其在机械工程领域应用的重要地位、目前的研究与发展状况及发展趋势。使学生掌握控制系统的基本内容、理论和方法和先进的分析和计算手段，通过大量的实例分析，使学生能够学会利用控制理论方法解决具体的工程实际问题。

1.课程目标

课程目标1：了解系统控制与数字控制基本理论、方法及其在机械工程领域应用的重要地位、目前的研究与发展状况及发展趋势；掌握控制系统的基本要求、反馈控制系统的概念、基本原理、组成与调试方法。

课程目标2：掌握连续与离散控制系统数学模型的建立及相关工程数学基础知识。

课程目标3：掌握线性连续与离散控制系统的时域分析方法、一、二阶系统时域指标、稳定性的基本概念与时域判据、稳态误差计算。

课程目标4：掌握控制系统频域特性分析方法，掌握频率特性图、频域指标和频域稳定性判据的应用方法。

课程目标5：能对连续与离散控制系统进行设计、分析和校正。

2.课程目标与毕业要求指标点的对应关系

各项课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1。

表1《测试与控制技术基础1》课程目标与毕业要求指标点的对应关系

序号

毕业要求指标点

课程目标1

课程目标2

课程目标3

课程目标4

课程目标5

1

1.2能够针对机械工程领域设计、制造等方面的复杂工程问题，建立数学、力学等理论模型，并达到适当的精度要求

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?

2

2.3能够针对机械工程领域的复杂工程问题进行分析、评价，以获得有效结论

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3

3.3针对机械工程领域的复杂工程问题，能够设计满足特定需求的系统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识

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4

5.1能够选择适当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，进行机械工程领域中复杂工程问题的预测与模拟

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5

5.2能够开发与使用适当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，进行机械工程领域中复杂工程问题的预测与模拟

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?

6

12.1能够了解当前机械设计制造及其自动化领域的发展状态与发展趋势

?

三．教学内容

课程教学内容、教学方式与的课程目标的对应关系见表2。

表2《测试与控制技术基础1》课程目标与教学内容和方法的对应关系

序号

章

节

知识点

学时

教学

方式

支撑课程目标

1

第1章控制系统的基本概念

1.1控制系统的工作原理及其组成

反馈控制系统基本原理、闭环控制系统组成

2

讲授

课程目标1

1.2连续控制系统与离散控制系统

连续控制系统、离散控制系统、数字控制系统

1.3对控制系统的基本要求

控制系统基本要求

1.4控制工程的发展概况

经典控制论、现代控制论

2

实验

实验1反馈控制系统基础实验

反馈控制系统工作原理与调试方法

2

实验

3

第2章数学模型

2.1拉氏变换与反变换

拉式变换的定义、基本定理、反变换、典型函数的变换对

12

讲授

课程目标2

2.3控制系统的运动微分方程

微分方程的建立方法、典型系统微分方程

2.4传递函数

传递函数的概念、性质与建立方法

2.5系统方框图

系统方框图建立方法、简化方法、闭环系统传递函数

练习+讲解

2.6Z变换与Z反变换

Z变换、Z反变换、定义与基本定理

讲授

2.7连续系统的离散化方程-差分方程

差分方程的建立方法

2.6线性离散系统的脉冲传递函数

脉冲传递函数、离散系统的方框图

3

第3章时域分析法

3.1典型输入信号

典型输入信号的选择

10

讲授

课程目标3

3.2系统的时间响应

一阶、二阶、高阶系统的时间响应及其求解方法、典型二阶系统时域指标

练习+讲解

3.3误差分析与计算

稳态误差计算方法

讲授

练习+讲解

3.3稳定性分析

时域稳定性判据

3.4离散系统的响应与稳态误差

离散系统的响应、稳态误差

3.5离散系统的稳定性分析

离散系统的稳定性分析

3.6时域特性的计算机辅助分析

基于MATLAB与Simulink等软件在连续与离散控制系统时域特性仿真分析应用

4

实验

实验2时域特性测试实验

一阶、二阶系统时域特性测试

2

实验

5

第4