《自动控制原理》课程教学大纲（2022）.docx

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1、自动控制原理课程教学大纲编号：一、课程名称1 .中文名称：自动控制原理2 .英文名称：Automatic Control Theory 二、课程概况课程类别：选修课学时数：32学时学分数：2学分适用专业：计算机科学与技术、软件工程、计算机技术开课学期：每学年第一学期开课单位：信息工程学院四、教学目的及要求本课程的教学目的，是使学生能够掌握自动控制系统分析与设计方面的基本 方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法及计算机辅助分析 方法等；了解控制系统的稳定性、稳态特性、动态特性；培养分析与设计自动控 制系统的能力，为相关后续课程和科学研究奠定坚实的基础。通过本课程的学习, 使学生深

2、化控制系统、控制原理和基本控制方法的认识和理解，掌握相关的理论 知识和基本技能。从方法上和技能上量方面对单输入单输出线性定常控制系统和 典型的、简单的非线性控制系统进行分析。培养学生从物理意义及工程应用角度, 对自动控制进行深刻理解的能力，培养学生从工程实际到数学模型，再从数学模 型到工程应用的转换能力。提升学生对工程控制问题的理解能力，提高学生综合 运用所学到的控制理论和控制方法的能力，培养学生的空间思维能力和抽象思维 能力。五、课程主要内容及先修课程（一）主要教学内容.绪论：自动控制系统的基本概念；自动控制的作用、自动控制理论组成；自 动控制的基本方式；自动控制系统的类型；对控制系统的性能

3、要求；本课程的主 要任务和要求。1 .自动控制系统的数学模型：建模的意义、条件、求取方法；线性元件的微分 方程；控制系统的微分方程；传递函数定义、性质；典型环节及其传递函数的求 取；系统动态结构图及其等效变换；利用信号流图求系统的传递函数。2 .控制系统的时域分析：典型输入信号；系统的暂态性能指标；脉冲响应函数性质、意义；典型二阶系统的单位阶跃响应；系统的稳定性分析；系统稳态误差 的分析。3 .根轨迹法：根轨迹的基本概念；根轨迹的绘制原那么；自动控制系统的根轨迹。4 .频率法：频率特性的基本概念；频率特性的表示方法；典型环节的频率特性; 系统开环频率特性的绘制；用频率法分析系统的稳定性。5 .

4、控制系统的校正：校正的基本概念；常见的校正装置及其频率特性；串联校 正；并联校正；前馈校正。6 .线性离散系统的分析与综合：采样控制系统的基本概念；信号采样与保持； 脉冲传递函数；采样控制系统的稳定性分析。7 .非线性系统：非线性系统动态过程的特点；常见非线性特性及其对系统运动 的影响；描述函数法；相平面法。8 .线性系统的状态空间分析与综合：线性系统的状态空间描述；线性系统的可 控性和可观测性；线性定常系统的状态反应与状态观测器；李雅普诺夫稳定性分 析。（二）先修课程矩阵分析、MATLAB、复变函数、积分变换六、课程教学方法教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业、课堂测验、实践/上机练习

5、等。通过本课程各个教学环节的教学，应使学生能较深刻地理解和掌握自动控制 系统的有关基本概念，培养学生的自学能力、定性分析与定量分析及实践等初步 的工程综合技能。1. 课堂讲授教学方法上尽量采用启发式、讨论式教学，在课堂上多提问题，安排一些自 学内容，鼓励学生自学，培养学生的自学能力。根据理论与技术的现实开展状况, 不断更新教学内容，采用多媒体教学方式，提高课堂信息量，增加教学的直观性, 培养学生综合分析能力。2. 实践/上机练习提倡和引导学生课余时间运用MATLAB技术对系统特性进行分析，培养学 生计算机应用和工程仿真能力。3. 具有工程实践意义的习题课根据课堂内容要求，选择具有工程实践的典型

6、习题作为课外作业，并要求学 生独立、按时完成；对要求重点掌握的内容采取课堂测验的方式，以考察学生掌 握的程度。作业及测验的完成情况应作为评定课程学习成绩的参考。适当安排与 工程实例紧密结合的习题课，在习题课中，一方面要对本章节重点内容通过典型 例题进行讲解，另一面应对作业及测验中学生暴露出的问题给予分析及纠正。同 时鼓励查阅参考书，并在具体工程实践中解答疑难问题。七、课程考核方式课程的考核注重培养过程考核和能力考核，着重考察硕士研究生运用所学基 本知识和技能解决实际问题的能力和水平。考试方式采用闭卷方式，考试重点是 基本理论、基本原理的掌握和基本计算能力和设计能力。课程总评成绩由考试成 绩、平时成绩和实验成绩三局部组成，即：总评成绩100% =考试成绩60% +平 时成绩20% +实验成绩20%。平时成绩包含考勤、作业及课堂测验等局部 八、课程使用教材胡寿松.自动控制原理（第6版）.科学出版社，2013.3.九、课程主要参考资料夏超英.自动控制原理（第2版）.科学出版社，2014.Katsuhiko Ogata美.现代控制工程（第5版）.北京电子工业出版社，2011.1.分委员会主席签字：年月日主管院长签字：年月日注：（1）英文课程名称务必写准确；（2）需编写的内容统一用宋小四号，行间距固定值22磅。