专业认证大纲参考《机械控制工程基础》
《 机械工程控制基础》教学大纲
《机械工程控制基础》教学大纲Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering修订单位：机械工程学院机电工程系适用专业：机械设计制造及其自动化专业执笔人：葛汉林使用年级：06-08级一、课程性质和教学目的课程性质：专业基础课。
教学目的：学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。
为学习后续专业课程和进一步学习现代控制论打下基础。
二、课程教学内容1．控制理论关于信号传递、加工、反馈的概念，开环控制和闭环控制的概念；工程数学中关于拉普拉斯变换的基本方法及其性质；2．控制系统数学建模的一般步骤，简单机械系统（弹簧-质量-阻尼系统）以及简单电网络（电阻-电容-电感）的数学建模；传递函数的概念及含义，典型环节的传递函数；对控制系统的方框图进行变换；3．控制系统时域分析的方法，重点是一阶和二阶系统的时间响应和时域性能指标；误差概念及误差计算方法；4．频率特性的概念，频率特性的表示方法；典型环节频率特性的Nyquist图；典型环节频率特性的Bode图；频率特性的性能指标；5．稳定性概念；Routh稳定性判别法；Nyquist稳定性判别法；相对稳定性；6．性能指标；校正方式；串联校正；相位朝前校正；相位滞后校正；相位朝前滞后校正；7．系统辨识的基本概念；频率特性的谐波输入测试法；频率特性的参数模型估计。
三、课程教学的教学基本要求1．要求掌握的基本知识拉普拉斯变换的基本方法及其性质，控制系统的数学模型建立、方框图进行变换，时域分析、误差分析、频率特性图示方法、稳定性分析。
2．要求掌握的基本理论和方法（1）对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握；（2）对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握；（3）掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；（4）对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法；（5）对系统辩识问题应建立基本概念。
《机械工程控制基础》教学大纲30学时
机械控制工程基础（Basis of Mechanical Control Engineering）课程性质：学科大类专业基础适用专业：数控技术学时分配：课程总学时：46学时先行、后续课程情况：先行课：高等数学、电路分析、电子技术基础；后续课：计算机控制技术等教材：《机械控制工程基础》董玉红，徐莉萍主编，北京：机械工业出版社。
2008.06参考书目：《自动控制理论》刘祖润机械工业出版社 2003 年《自动控制理论》邹伯敏机械工业出版社 2002 年《自动控制理论》夏德钤机械工业出版社 2000 年《自动控制理论》孙炳达机械工业出版社 2005 年《机械工程控制基础》杨叔子，杨克冲编. 华中科技大学出版社，2005一、课程的目的与任务该课程是研究控制论在机械工程中的应用的一门学科，是数控技术专业的专业课之一。
通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用本课程的基本概念和理论，掌握自动控制的基本理论和基本技能以及一套较完整的分析，设计控制系统的方法，为其它专业基础课及专业课的学习打下必要的基础。
同时，也为以后从事机械工程的实际工作和科研奠定一定的理论基础。
二、课程的基本要求通过本课程学习，应达到以下基本要求：（1）了解控制系统数学模型的建立及相关工程数学基础知识。
（2）掌握控制系统的时域和频域特性分析方法（3）理解判别线性系统稳定性的基本概念，掌握线性系统稳定性的判据。
（4）了解系统的综合方法。
（5）能对控制系统进行校正。
三、课程教学内容理论教学内容第1章绪论1．该章的基本要求与基本知识点：基本要求: 了解各种典型机械工程控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。
熟悉对控制性能的基本要求。
掌握自动控制系统的一般概念。
了解机械控制工程理论的由来和发展，了解其在机械制造领域中的作用。
熟悉有关“反馈与反馈控制”的基本概念。
学习分析具体控制系统的组成环节，知道系统的被控对象、被控量、扰动量、控制量等，会画工作原理方框图。
自考30587机械控制工程基础
高纲1514江苏省高等教育自学考试大纲30587 机械控制工程基础扬州大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室Ⅰ课程性质与课程目标一、课程性质和特点《机械控制工程基础（含实践）》是机械制造及自动化专业的主要专业基础课程。
通过学习，获得机电控制系统分析及设计的基本理论、基本知识和方法；通过理论学习和仿真课程设计，具备对机电控制系统的稳定性、稳态性以及快速性等性能的分析能力，初步掌握机电控制系统的设计方法。
本课程的先修课程为：工程力学、机械设计、机械工程材料、机械制造技术；后续课程为：其它专业课程、课程设计、毕业设计。
二、课程目标1. 使考生掌握分析已有机电控制系统的结构、组成以及工作原理的方法；2. 掌握机电控制系统数学模型的建立、动态性能及稳态性能等的分析和计算以及系统的综合校正等基本原理和方法；3. 通过理论学习、物理实验和仿真实验，训练考生对机电控制系统的综合分析和设计能力；4. 理解机械、电气以及控制工程各领域之间的联系。
三、与相关课程的联系与区别《机械控制工程基础》是一门新兴技术科学，也是一门边缘学科，以控制理论为基础，以有关自动控制和系统动力学的理论及其在机械工程中应用为主要研究对象。
学习本课程应具备自动控制理论、高等数学、积分变换、复变函数、电工电子技术、理论力学、机械振动等课程。
四、课程的重点和难点1.课程的学习重点1）建立机械控制工程的微分方程、传递函数及其方框图、频率特性等数学模型；2）机械控制工程的一阶系统、二阶系统以及高阶系统的时间响应，时域性能指标等时域分析；3）机械控制工程的频率响应、频率特性、开环频率特性（极坐标）图、开环对数频率特性（伯德）图；4）机械控制系统的劳斯稳定性判据、奈奎斯特稳定性判据、增益裕量和相位裕量等相对稳定性的分析计算，系统稳态误差的分析和计算等；5）机械控制系统的相位超前、相位滞后、相位滞后-超前以及PID等串联校正。
2.课程的学习难点1）机械控制系统的开环频率特性、以及稳定性和相对稳定性的分析与计算；2）机械控制系统的相位滞后-超前串联校正、PID校正，以及并联校正的分析与计算。
机械控制工程基础教学大纲
机械控制工程基础教学大纲机械控制工程基础教学大纲机械控制工程是现代工程领域中的重要学科之一，它涉及到机械系统的设计、控制和优化。
为了帮助学生全面掌握机械控制工程的基础知识和技能，制定一份科学合理的教学大纲至关重要。
本文将探讨机械控制工程基础教学大纲的内容和结构。
一、课程目标机械控制工程基础课程的目标是培养学生对机械系统的控制原理和方法有基本的了解和掌握，能够应用所学知识解决实际问题。
通过该课程的学习，学生应具备以下能力：1. 理解机械系统的基本结构和工作原理；2. 掌握机械控制系统的建模和仿真方法；3. 熟悉常见的控制器设计方法；4. 能够应用所学知识进行机械系统的控制和优化。
二、课程内容1. 机械系统基础知识介绍机械系统的组成部分和基本工作原理，包括机械元件、传动系统、传感器等。
2. 信号与系统讲解信号的基本概念和特性，介绍系统的数学建模和分析方法，为后续的控制系统设计打下基础。
3. 控制系统基础主要介绍控制系统的基本概念和分类，包括开环控制和闭环控制，以及控制系统的性能指标和稳定性分析方法。
4. 传感器与执行器详细介绍常见的传感器和执行器的原理和应用，包括光电传感器、压力传感器、电机等。
5. 控制器设计介绍常见的控制器设计方法，包括比例积分控制器、PID控制器等，以及控制器参数调整和优化方法。
6. 系统建模与仿真讲解机械系统的建模方法，包括基于物理原理的建模和基于数据的建模，以及仿真工具的使用。
7. 控制系统实验进行基于实际机械系统的控制系统实验，培养学生的动手能力和实际应用能力。
三、教学方法1. 理论授课通过课堂讲解和案例分析，向学生传授机械控制工程的基础理论知识。
2. 实践操作安排实验课程，让学生亲自操作实际的机械系统，加深对所学知识的理解和应用能力。
3. 课程设计布置课程设计任务，要求学生独立完成机械控制系统的设计和优化，培养学生的综合能力。
四、评估方式1. 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
机械电子工程教学大纲 机械工程控制基础A-2017
《机械工程控制基础A》课程教学大纲课程代码： 010131024课程英文名称：Fundamentals of Mechanical Control Engineering课程总学时：40 讲课：36 实验：4 上机：0适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标机械控制工程基础（A）是一门技术基础课，是跨“控制理论”和“机械工程”技术间的交叉学科，课程以控制论为理论基础，研究机械工程领域内广义系统动力学问题，是适应机电一体化的技术需要，针对机械对象的控制，重点结合经典控制理论形成的一门课程。
本课程涉及经典控制理论的主要内容及应用，更加突出机电控制的特点，内容密切结合工程实际。
通过课程的学习，学生应掌握经典控制理论的基本原理及观点，并能运用所学知识以动力学观点去研究和解决机电控制系统的分析与设计问题。
同时该课程也是测试技术、机电传动、现代控制理论等课程的先修课程。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.掌握经典控制理论的基本概念：系统、反馈、开环控制、闭环控制等，了解反馈控制系统的基本组成及基本要求。
2.掌握传递函数的定义及特点，能熟练地运用所学的知识（理论力学、电工学、机械原理等）建立机电系统的数学模型，能熟练运用已学过的数学知识（如复变函数等）完成数学模型（包括微分方程、传递函数、方框图等）之间的转换。
3.熟练掌握控制系统的时域分析方法，包括典型输入信号作用下的系统瞬态响应特点以及时域性能指标；熟练掌握系统响应的误差、稳态误差的概念，并能对系统的误差进行分析与计算。
4.熟练掌握控制系统的频域分析方法，包括幅频特性、相频特性等基本概念，掌握乃氏图和伯德图的画法，了解闭环频率特性的概念。
5.深刻理解线性系统稳定的概念及条件，掌握好Routh判据及Nyquist判据（包括对数判据）的内容，并能熟练利用上述判据判定线性系统的稳定性。
《机械工程控制基础》课程教学大纲
《机械工程控制基础》课程教学大纲机械工程控制基础课程教学大纲一.本课程性质.地位和任务性质机械工程控制基础是机电一体化专业本科段计划规定必考的一门专业基础课。
其目的在于使考生能以动态的观点而不是静态的观点去看待一个机械工程系统。
地位和任务其从信息的传递.转换和反馈角度来分析系统的动态行为；为采用控制的观点和思想方法解决生产过程中存在的问题以及为了使系统按预定的规律运动，达到预定的技术指标，实现最佳控制打下基础；也为后续课程以及从事机电一体化系统设计打下理论基础。
二.课程教学的基本要求1.深刻理解并熟练掌握采用集中参数法建立机.电系统的数学模型；拉普拉斯变换在工程中的应用；传递函数与方块图的求得.简化和演算等。
2.深刻理解闻熟练掌握典型系统（特别是一阶系统）的时域和频域特性。
3.掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据的基本方法，并能判别系统的稳定性。
4.了解系统识别的基本原理及相应的方法。
5.掌握线性系统性能指标以及相应的系统综合校正的方法。
三.本课程与其他课程的关系学习本课程之前考生应具有一定的数学.力学和电工学基础，同时应具有一定的机械工程基础知识，以便使考生顺利掌握机械工程教学模型的建立以信相应的运算。
四.教学实数分配表适用专业章节序号章节名称课堂讲授其它（练习）小计机电一体化专业一绪论122 二拉普拉斯变换的数学方法6 三系统的数学模型6 四系统的瞬态响应与误差分析6 五系统的频率特性6 六系统的稳定性5 七机械工程控制系统的校正与设计4 合计342256五.大纲内容第1章绪论一.教学目的通过本章学习了解机械控制工程的基本概念，它的研究对象及任务。
了解系统的信息传递.反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类。
本章中介绍的一些技术上的名词术语.定义等以后章节会经常用到需要熟记。
二. 教学内容1.机械工程控制的基本含义2. 机械工程系统中信息传递.反馈以信反馈控制的概念3. 本课程特点及内容简介三.教学重点1.机械工程控制的基本含义。
《机械工程控制基础》课程教学大纲
《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教师或教学团队信息二、课程基本信息课程名称（中文）：机械工程控制基础课程名称（英文）：FUNDAMENTALS OF MECHANICAL CONTROL ENGINEERING课程类别：□通识必修课□通识选修课□专业必修课■专业方向课□专业拓展课□实践性环节课程性质*：■学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性课程代码：2130107周学时：3总学时：48学分:2先修课程：《工程数学》、《电工电子学》、《机械设计基础》、《液压与气压传动》等授课对象：机械设计制造及其自动化三、课程简介本书讲述了机械工程控制的基本原理、分析和综合方法及其在机械工程中的实际应用，主要包括以下内容：机械工程控制的基本概念、研究对象和任务；机电系统数学模型的基本概念及建立方法，拉氏变换的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；典型机电系统的时域分析方法、性能指标以及系统误差分析方法；机电系统的频域分析方法；判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；系统的综合与校正的常用方法等。
本课程的开设，旨在帮助学员：（1）了解机械工程控制基础相关的基本概念，研究对象和任务；（2）领会和理解机电系统数学模型的基本概念和建立方法；（3）掌握机电系统的时域和频域分析法。
（4）了解系统的综合与校正的常用方法四、课程目标本课程旨在让学生了解PLC的基本特点、功能、工作原理和工作方式，学习PLC的基本指令、步进指令、部分功能指令，PLC程序编写和调试的方法，熟悉PLC的常规操作，掌握PLC控制系统的设计方法，具有构建和维护一般PLC控制系统的基本应用能力。
五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）第一章概述1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、自动控制和自动控制系统2）、控制系统的构成和基本环节3、）控制系统的分类和基本要求 4）、自动控制系统的发展重点难点：开环控制与闭环控制、反馈定义等教学难点：反馈，系统方框图的绘制3. 学生学习任务：熟悉自动控制并理解组成及其工作原理4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第二章系统的数学模型1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的微分方程2）、拉普拉斯变换及应用3）、传递函数4）、系统的动态结构图及其等效变换5）、反馈控制系统的传递函数重点难点：微分方程建立，传递函数，方框图的简化等教学难点：传递函数，方框图的简化3. 学生学习任务：列写系统的微分方程，传递函数的定义，传递函数方框图的简化4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第三章系统的时间响应分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的时域性指标2）、一阶系统的时域响应3）、二阶系统的时域响应4）、系统的稳态误差分析重点难点：二阶系统的时域分析，系统的稳态误差等教学难点：系统的稳态误差3. 学生学习任务：1）掌握一阶系统的定义和基本参数，并能够求取一阶系统的单位脉冲响应，单位阶跃响应和单位斜坡响应2）掌握二阶系统的定义和基本参数，掌握二阶系统的单位阶跃响应曲线的基本形状3）稳态误差的求取4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第四章系统的频率特性分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、频率特性2）、典型环节的频率特性 3）、Nyquist图和BODE 图的绘制重点难点：教学难点：频率特性，bode图的绘制3. 学生学习任务：熟悉频率特性定义，掌握典型环节的nyquist和bode图4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第五章系统的稳定性1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、稳定性的定义2）、Routh稳定判据重点难点： Routh稳定判据3. 学生学习任务：熟悉系统稳定性的定义并会用routh判据判断系统的稳定性4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无六、修读要求（满足对应课程标准的第3条）1.准时上课和做实验，如有事情可以向相关辅导员和老师请假。
《机械控制工程基础》实验教学大纲
《机械控制工程基础》实验教学大纲
一、课程教学与实验教学计划学时比
32/6
二、适用专业
机械设计制造及其自动化
三、实验的培养目标与要求
机械控制工程基础是一门实践性很强的课程，通过本实验加深学生们对该课的基本理论和基本方法的掌握。
要求学生们通过实验教学验证基本结论，发现问题，解决问题。
在做实验之前要仔细阅读实验教材，熟悉相关内容。
四、实验项目、内容、性质及学时分配
五、实验方式、手段
本套实验采用计算机对实物进行控制。
被控物体为一上下两盘的机械体，中间通过一弹性轴相连。
信号既可以通过外部的数字信号发生器获得，也可以由计算机内部产生；如果是外部模拟信号要经过A/D转换，转换成数字信号。
通过数据采集卡对上下两盘相应的码盘进行数据采集，即可得两盘的位置信号。
计算机根据给定的信号和设定的控制规律，给出控制信号，经D/A转换成电压信号，驱动电机转动，从而带动盘子转到期望位置，或者以期望速度转动。
六、实验教学文件及参考书
《机械控制工程基础》实验指导书
七、实验报告
实验报告要求写明实验目的、实验设备、实验内容、实验步骤等，最后要给出实验结论，并回答指导书中相应的思考题。
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《机械控制工程基础》教学大纲
课程名称：机械控制工程基础
英文名称：Mechanical control Engineering
课程编号：0811000215
课程性质：必修
学分/学时：2.5/40。
其中，讲授 34学时，实验 6学时，上机 0学时，实训 0学时。
课程负责人：唐宏宾
先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术、理论力学
一、课程目标
机械控制工程基础主要介绍经典控制理论的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程设计方法及控制理论在机械工程中的应用。
本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。
通过本课程的学习，达到以下教学目标：
1.工程知识
1.1 掌握必要的机械控制工程理论知识。
1.2 能够应用械控制工程理论知识解决复杂工程技术问题。
2.问题分析
2.1 能够理解并恰当表述机械控制工程实际问题。
2.2能够找到合适的解决机械控制工程实际问题的程序与方法。
2.3 在一定的限制条件下能够合理解决机械控制工程实际问题。
3.设计/开发解决方案
能够运用机械控制工程理论知识进行产品规划与设计并体现创新意识。
4.研究
能够采用机械控制工程理论知识进行研究并合理设计实验方案。
5.使用现代工具
能够有效使用MATLAB软件对机械控制工程实际问题进行模拟、分析与预测。
二、课程内容及学时分配
如表1所示。
三、教学方法
课程教学以课堂教学、实验教学、课外作业、综合讨论、网络课程等共同实施。
本课程将以“机械控制系统建模及性能分析”为主线，主要介绍机械控制系统建模及性能分析的相关知识，重点培养学生应用机械控制工程理论知识并使用现代工具软件分析、研究、解决复杂工程问题的能力。
表1 《机械控制工程基础》课程内容及学时分配
本课程采用国家“十二五”规划教材，结合学生个性特点，因材施教。
本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学课件和辅导材料，调动学习积极性，提高教学效率。
本课程课堂教学流程如图1所示。
图1 机械控制工程基础课堂教学流程
本课程安排5次课外作业：
1.控制系统的数学模型
2.控制系统的时域分析
3.控制系统的频率特性分析
4.控制系统的稳定性分析
5.控制系统的误差分析
四、考核内容及考核方式
1.考核内容
(1)机械控制工程理论基本概念的理解和掌握。
如反馈、快速性、稳定性、准确性、传递函数、频率特性、校正设计等。
(2)控制系统数学模型（微分方程、传递函数、频率特性）的建立方法。
(3)求取复杂控制系统方块图传递函数的方法。
(4)控制系统的时域分析方法及时域性能指标的求取。
(5)控制系统的频域分析方法及开环奈氏图、波德图的画法。
(6)应用劳斯判据、奈氏判据、波德判据判断控制系统的稳定性。
(7)控制系统稳误差的计算。
(8)常用的校正设计方法。
2.考核方式
期末考试+平时成绩+实验成绩。
其中：期末考试占总成绩80%，采用闭卷考试；平时成绩占总成绩10%，根据出勤、作业、质疑、课堂讨论等情况评定；实验成绩占总成绩10%，根据实验态度、实验方案、实验技能、实验报告等进行评定。
五、教材与主要参考书
1.推荐教材
[1] 王显正．控制理论基础(第二版) [M]．北京：科学出版社，2008
[2] 韩柳．机械控制工程基础实验教程[M]．北京：国防工业出版社，2010
2.主要参考书
[1] 杨叔子．机械工程控制基础[M]．华中科技大学出版社，2007
[2] 王益群. 控制工程基础[M]．北京：机械工业出版社，2008
[3] 王仲民．机械工程控制基础[M]．北京：国防工业出版社，2010
六、附《课程教学目标—毕业要求关系表》
如表2所示。
表2 《机械控制工程基础》课程教学目标—毕业要求关系表
注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。