自动控制原理与应用课程简介
自动控制原理与应用
（Automatic Control Theory and Applications）
课程编号：H1602012课程类别：专业核心学时：48 学分：3 考核方式：闭卷
课程目的：自动控制理论（Automatic Control Theory and Applications）系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法。通过本课程的学习，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。
课程内容：主要讲授自动控制的一般概念、自动控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹法、频率域方法、控制系统的校正、非线性系统分析、系统采样理论等。
教材：吴怀宇,廖家平. 自动控制原理(第一版).武汉：华中科技大学出版社.2007
参考书目：
[1] 胡寿松. 自动控制原理(第五版). 北京：国防工业出版社.2007
[2] 王建辉. 自动控制原理(第四版).北京：冶金工业出版社.2005
[3] 田作华. 自动控制理论与设计（第四版）.上海：上海交通大学出版社.2007
[4] 王诗宓. 自动控制原理（第二版）.北京：清华大学出版社.2006
自动控制原理教学大纲-2017版
《自动控制原理》课程教学大纲 课程代码：060131003 课程英文名称：Automatic Control Principle 课程总学时：64 讲课：56 实验：8 上机：0 适用专业：自动化专业 大纲编写（修订）时间：2017.11 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 自动控制原理是高等工业学校自动化专业开设的一门培养学生自动控制系统分析设计能力的主干技术基础课，主要讲授自动控制系统基本知识、基本理论和基本方法，在自动化专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，还通过实验学时，来培养学生的设计思维和设计能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握自动控制系统的分析原理、设计方法和系统稳定性的一般规律 2．具有设计闭环控制系统的初步能力； 3．了解典型控制系统的实验方法，获得实验技能的基本训练； （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握控制系统的一般知识，控制系统的主要类型、性能、结构特点、应用等。 2.基本理论和方法：掌握控制系统设计的基本原则，系统稳定的工作原理、简化的物理模型与数学模型、时域分析、根轨迹分析、频域分析、系统校正、非线性分析等。 3.基本技能:掌握设计计算、结构设计，实验技能等。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3．计算机辅助学习：提醒学生使用matlab软件，要求学生使用VB编写程序来完成某些计算和绘制。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有高等数学、信号变换等。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节（如：系统校正、非线性计算等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型系统的频率特
《自动控制原理》专科课程标准
《自动控制原理》课程标准 一、课程概述 （一）课程性质地位 自动控制原理是空间工程类、机械控制类、信息系统类等相关专业学历教育合训学员的大类技术基础课程。由于自动控制原理在信息化武器装备中得到了广泛的应用，因此，将本课程设置为大类技术基础课，对培养懂技术的指挥人才有着十分重要的作用。本课程所覆盖的知识面较宽，既有较深入的理论基础知识，也有较广泛的专业背景知识，因而，它在学员知识结构方面将起到加强理论深度和拓展知识广度的积极作用。 （二）课程基本理念 为了贯彻素质教育和创新教育的思想，本课程将在注重自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法的基础上，适当引入自动控制发展中的、学员能够理解的新概念和新方法；贯彻理论联系实际的原则，科学取舍各种主要理论、方法的比例，正确处理好理论与案例的关系，以适应为部队培养应用复合型人才的需要；适当引入和利用Matlab工具来辅助自动控制原理中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果；本课程应该既使学员掌握必要的基础理论知识，并了解它们对实际问题的指导作用，又要促进学员养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯。 （三）课程设计思路 本课程主要介绍自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法。课程采用“一纵三横”的设计思路，具体来说，“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的建模、分析及设计方法这条主线；“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是设计的归宿。在课程讲授中，贯彻少而精的原则，即对重点、难点讲深讲透；注意理论联系专业实际，例子贴近生活，注重揭示抽象概念的物理意义；注意传统教法与现代教法的有机结合，充分运用各种教学手段，特别注重发挥课程教学网站的作用。在课程学习中，注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法。 二、课程目标 （一）知识与技能 通过本课程的学习，使学员掌握自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法，重点培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的思维方式和初步能力，并为学习后续相关专业课程，以及进一步学习和应用自动控制方面的新知识、新技术打下必要基础。 （二）过程与方法 通过本课程的学习，使学员掌握自动控制系统分析与设计的一般过程与基本方法。 （三）情感态度与价值观 通过本课程的学习，使学员在五个方面得到磨练与培养。 （1）实践意识：坚持一切从实际出发，不迷信书本、不迷信权威。 （2）质量意识：认认真真做好每一件事，在学习中的每一个环节都坚持质量至上的思想。 （3）协作意识：现代科学技术已经很少是一个人可以独立完成的了，所以要能与同学协同工作、协调配合。 （4）创新意识：勇于不断追求和探索新意境、新见解。 （5）坚毅意志：具有坚强的意志和顽强的精神，要敢于面对困难、善于克服困难。
自动控制原理教学大纲-胡寿松
自动控制原理课程教学大纲 ◆层次：?本科?专科 ◆课程英文名称：Automatical control principle ◆课程类别：本科选?通识必修?通识选修?专业必修?专业选修 专科选?公共必修?公共选修?职业技术必修?职业技术选修 ◆适用专业：自动化 ◆配套教学计划：2011级教学计划 ◆开课系部：自动化系 ◆学分：5 ◆学时：80 其中：实验（实践）学时：10 ；课外学时：0 ◆执笔人：张海燕教研室审核人：张海燕系部审核人： 一、课程性质和教学目标 《自动控制原理》是自动化专业的一门必修课，通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析，计算，实验的初步能力，为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。 通过对本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本理论和基本分析方法，能应用控制理论对自动控制系统进行性能分析，能对系统进行校正和提出改善系统性能的途径和方法，具体要求如下： 1．掌握常规控制器和自动控制系统的组成及其相互关系。 2．了解对自动控制系统的性能要求及分析系统性能的方法。 3．掌握用传递函数，方框图，信号流图及状态空间描述建立系统数学模型的方法。 4．掌握常规控制器的基本控制规律、动态特性和对控制系统的作用。 5．掌握对控制系统进行分析和综合的方法：时域分析法、频域分析法、根轨迹法及状态空间分析法。6．初步掌握控制系统的校正和设计方法，为解决实际问题打好基础。 7．掌握脉冲传递函数的概念，了解离散控制系统的一般分析方法。 8．初步了解非线性系统的基本知识。 二、本课程与其他课程的联系与分工 本课程在自动化专业教学计划中被列为专业基础课,本课程以工程数学、电路、电机拖动等为前序课程,也是过程控制系统等课程必需的理论基础，因此本课程的学习对全面掌握各门专业课程起着重要的作用。本课程的重点是第三、第四、第五章章，次重点是第一、第二章，一般章节为六章。 三、教学内容和教学方式 第一章自动控制的一般概念（4学时） （一）教学要求
《自动控制原理及应用》
中国农业大学继续教育学院《自动控制原理及其应用》试卷 专业 姓名 成绩 一.填空题（每空0.5分，共25分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 。 4、根轨迹起始于 ，终止于 。 5、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 。 6、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系统的 性能。 7、在水箱水温控制系统中，受控对象为 ，被控量为 。 8、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 ；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 ；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 。 9、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用 ；在频域分析中采用 。 10、传递函数是指在 初始条件下、线性定常控制系统的 与 之比。 11、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标 ，它们反映了系统动态过程的 。 12、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 、快速性和 。 13、控制系统的 称为传递函数。一阶系统传函标准是 ，二阶系统传函标准形式是 。 14、在经典控制理论中，可采用 、根轨迹法或 等方法判断线性控制系统稳定性。 15、控制系统的数学模型，取决于系统 和 , 与外作用及初始条件无关。 16、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为 ，横坐标为 。 17、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 。%σ是 。 18、PI 控制规律的时域表达式是 。P I D 控制规律的传递函数表达式是 。 19、对于自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面，即： 、 和 ，其中最基本的要求是 。 20、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为 。 21、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有 、 等。 22、判断一个闭环线性控制系统是否稳定，可采用 、 、 等方法。 23、PID 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ，其相应的传递函数为 。 24、最小相位系统是指 。 二. 选择题（每题1分，共22分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、对于以下情况应绘制0°根轨迹的是( ) A 、主反馈口符号为“-” ； B 、除r K 外的其他参数变化时； C 、非单位反馈系统； D 、根轨迹方程（标准形式）为1)()(+=s H s G 。 4、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( ) 。 A 、超调%σ B 、稳态误差ss e C 、调整时间s t D 、峰值时间p t 5、已知开环幅频特性如图2所示， 则图中不稳定的系统是( )。 系统① 系统② 系统③ A 、系 统 ① B 、系统② C 、系统③ D 、都不稳定 6、若某最小相位系统的相角裕度 γ >，则下列说法正确的是 ( )。 A 、不稳定； B 、只有当幅值裕度 1 g k >时才稳定； C 、稳定； D 、不能判用相角裕度判断系统的稳定性。
自动控制原理及其应用试卷与答案
21.一线性系统，当输入是单位脉冲函数时，其输出象函数与 传递函数 相同。 22.输入信号和反馈信号之间的比较结果称为 偏差 。 23.对于最小相位系统一般只要知道系统的 开环幅频特性 就可以判断其稳定性。 24.设一阶系统的传递G(s)=7/(s+2)，其阶跃响应曲线在t=0处的切线斜率为 2 。 25.当输入为正弦函数时，频率特性G(j ω)与传递函数G(s)的关系为 s=j ω 。 26.机械结构动柔度的倒数称为 动刚度 。 27.当乃氏图逆时针从第二象限越过负实轴到第三象限去时称为 正穿 越 。 28.二阶系统对加速度信号响应的稳态误差为 1/K 。即不能跟踪加速 度信号。 29.根轨迹法是通过 开环传递函数 直接寻找闭环根轨迹。 30.若要求系统的快速性好，则闭环极点应距虚轴越 远 越好。 21.对控制系统的首要要求是系统具有 .稳定性 。 22.在驱动力矩一定的条件下，机电系统的转动惯量越小，其 .加速性能 越好。 23.某典型环节的传递函数是2 1)(+=s s G ，则系统的时间常数是 0.5 。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 相频特性 发生变化。 25.二阶系统当输入为单位斜坡函数时，其响应的稳态误差恒为 2ζ
/ωn 。 26.反馈控制原理是 检测偏差并纠正偏差的 原 理。 27.已知超前校正装置的传递函数为1 32.012)(++= s s s G c ，其最大超前角所对应的频率=m ω 1.25 。 28.在扰动作用点与偏差信号之间加上 积分环节 能使静态误差降 为0。 29.超前校正主要是用于改善稳定性和 快速性 。 30.一般讲系统的加速度误差指输入是 静态位置误差系数 所引起 的输出位置上的误差。 21.“经典控制理论”的内容是以 传递函数 为基础的。 22.控制系统线性化过程中，变量的偏移越小，则线性化的精度 越高 。 23.某典型环节的传递函数是21)(+=s s G ，则系统的时间常数是 0.5 。 24.延迟环节不改变系统的幅频特性，仅使 相频特性 发生变化。 25.若要全面地评价系统的相对稳定性，需要同时根据相位裕量和 幅值裕量 来做出判断。 26.一般讲系统的加速度误差指输入是 匀加速度 所引起的输出位 置上的误差。 27.输入相同时，系统型次越高，稳态误差越 小 。 28.系统主反馈回路中最常见的校正形式是 串联校正 和反馈校正 29.已知超前校正装置的传递函数为1 32.012)(++=s s s G c ，其最大超前角所对应的频
自动控制原理课程教学大纲
物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：04210164 课程性质：专业必修课 先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析 总学时数：76 学分：4 适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业 (一) 课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。它侧重于理论角度，系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 (二) 课程的目的与任务 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。为各类计算机控制系统设计打好基础。 (三) 理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。
自动控制原理课程综述
Hefei University 自动控制原理课程综述报告 专业：自动化 班级： 09级自动化1班 姓名：王杰 学号: 0905072038 完成时间： 2011年12月31日
目录 一、自动控制系统的数学模型 (3) 1.1传递函数 (3) 1.2结构图化简 (4) 1.3信号流图 (4) 1.4梅逊公式 (5) 二、线性系统的时域分析 (5) 2.1欠阻尼二阶系统的特征参量 (6) 2.2劳斯判据： (6) 2.3线性系统的稳态误差 (7) 三、线性系统的根轨迹法 (7) 四、线性系统的频域分析法 (9) 4.1频域分析法的特点: (9) 4.2典型环节及其传递函数 (9)
自动控制原理课程综述报告 摘要： 自动控制技术已广泛应用于制造业、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。在今天的社会生活中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献；通信和金融业已接近全面自动化，哈勃太空望远镜为研究宇宙提供了前所未有的机会，04年美国研制的勇气号和机遇号火星探测器胜利地完成了火星表面的实地探测。 该课程综述主要总结自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法和线性系统的校正方法相关内容。 关键词：自动控制原理、稳、准、快 正文： 一、自动控制系统的数学模型 在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。控制系统的数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。在静态条件下（即变量各阶导数为零），描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型；而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫动态数学模型。如果已知输入量及变量的初始条件，对微分方程求解，就可以得到系统输出量的表达式，并由此可对系统进行性能分析。因此，建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作。 1.1传递函数 在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比定义为线性定常系统的传递函数。 系统传递函数G(s)的特征可由其极点和零点在s复数平面上的分布来完全决定。用D(s)代表G(s)的分母多项式，M(s)代表G(s)的分子多项式，则传递函数G(s)的极点规定为特征方程D(s)=0的根，传递函数G(s)的零点规定为方程M(s)=0的根。极点（零点）的值可以是实数和复数，而当它们为复数时必以共轭对的形式出现,所以它们在s复数平面上的分布必定是对称于实数轴（横轴）的。系统
自动控制原理及其应用试卷与答案
自动控制原理试卷与答案 (A/B 卷 闭卷) 、填空题(每空1分，共15分) 1、 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 _______________ 与反馈量的差值进行的。 2、 复合控制有两种基本形式：即按 _________ 的前馈复合控制和按 __________ 的前馈复合控制。 3、 两个传递函数分别为 G(s)与G(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为 G(s)，则G(s) 为 _______ (用G(s)与G(s)表示)。 4、 典型二阶系统极点分布如图 1所示，则无阻尼自然频率 「n = 阻尼比.二 ______________ ，该系统的特征方程为 __________________________________ ，该系统的单位阶 跃响应曲线为 _________________________ 。 5、 若某系统的单位脉冲响应为g(t^10e~.2t 5e".5t ，则该系统的传递函数G(s) 为 ____________________ 。 6、 根轨迹起始于 ______________________ ，终止于 _______________________ 。 7、 设某最小相位系统的相频特性为 =tg 」(—)-90° -tg 」(「，)，则该系统的开环传递函数 为 _____________________ 。 8 PI 控制器的输入一输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 能。 ,由于积分环节的引入， 可以改善系统的 性 二、选择题(每题2分，共20分) 1、采用负反馈形式连接后，贝U () A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高; C 一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 () 2 4、系统在r(t) = t 作用下的稳态误差 e ss = ： ■，说明( A 型别 v ：：： 2; B C 输入幅值过大； D 5、对于以下情况应绘制 0°根轨迹的是( A 、增加开环极点; B 、在积分环节外加单位负反馈; C 增加开环零点; D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 D(s)二 s 3 2s 2 3s 6 = 0，则系统() A 、稳定; B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升; C 临界稳定; D 、右半平面闭环极点数 Z=2。
自动控制原理及其应用
AI&Robots Ins. (Institute of Artificial Intelligence and Robots)，即人工智能与机器人研究所，是隶属 于北京工业大学控制科学与工程学科的研究机构， 自然地，其所致力于研究的，是人工智能(Artificial Intelligence)和机器人(Robot)。 Robot是大家熟悉的一个英文名词，常常被译作 “机器人”。然而，无论就其形态或结构，还是就其运 动方式或行为方式，多数Robot 不象人。准确地说， Robot是一种自动机器，一种仿生的自动机器，具有 类似生命的特征，具有类似生物的行为，甚至具有 类似生物的智慧。 《控制论》之父Wiener有一句名言： “就其控制行为而言，所有的技术系统都是模仿生物系统的，然而，决没有哪一种生物系统 是模仿技术系统的。” Wiener 所说的“技术系统”(Technical System)就是人造系统，就是机器，准确地说，就是自动 机器。 AI&Robots 旨在研究具有智能的自动机器，并努力使机器具有生命特征和生物行为，具有感 知能力和认知能力，包括记忆和学习的行为能力。 实际上，AI&Robots 的研究领域是综合而宽广的，是一个多学科融合的科学研究领域，其中： ?控制论(Cybernetics) ?人工智能(Artificial Intelligence) ?机器人学(Robotics)
扮演着重要角色。在AI&Robots 的标识中，黄色代表着“控制论”，红色代表着“人工智能”，蓝色 代表着“机器人学”。 AI&Robots渗透着《控制论》的思想。 1948年，美国科学家Norbert Wiener 将机器与动物类比，将计算机与人脑类比，创立了《控 制论》。 Wiener 是一个天才，8 岁上中学，11 岁上大学，14 岁大学毕业，18岁获得博士学位，其后，师从英国数学 家和哲学家Rosu。虽然主修数学和哲学，Wiener 却始 终思索着动物和机器的辨证关系。Wiener 的《控制论》 是关于动物和机器共性的科学，是关于动物和机器同一 性和统一性的科学。Wiener 兴趣广泛，在理论物理学、 生物学、神经生理学和心理学、哲学、文学等领域都有 涉猎和建树。正是Wiener 广博的知识，使《控制论》成 为科学融合的艺术。 正如Wiener 在《控制论》中所指出： “我们正研究这样一种自动机器，它不仅通过能量流 动和新陈代谢，而且通过信息流动和传递信号，引起动作流动，并和外界有效地联系起来。自动 机器接收信息的装置相当于人和动物的感觉器官；相当于动作器官的可以是电动机或其它不同性 质的工具。自动机器接收到的信息不一定立即使用，可以储存起来以备未来之需，这与记忆相似 。自动机器运转时，其操作规则会依历史数据产生变化，这就象是学习的过程。” 在《控制论》中，Wiener虚拟设计了一个机器蠕虫，模拟蠕虫的负趋光行为，以阐明动物和 机器的共性。 Wiener的机器蠕虫具有类似动物神经的反射弧结构： 感觉器官：一对左右对称的光电管
自动控制原理课程教学大纲
物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲 课程编号：04210164 课程性质：专业必修课 先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析 总学时数：76 学分：4 适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业 （一）课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。它侧重于理论角度，系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 （二）课程的目的与任务 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。为各类计算机控制系统设计打好基础。（三）理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。 3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步掌握高阶系统分析方法、主导极点的概念。 4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析，初步掌握偶
《自动控制原理及系统分析》课程标准
《自动控制原理及系统分析》课程标准 1.课程性质与设计思路 1.1课程的性质 《自动控制原理及系统分析》是一门必修的技术基础课程，适用于电气自动化专业二年级学生。本课程的目标是培养学生掌握与自动控制原理相关的专业知识和综合应用能力，培养解决自动控制系统调试与维护方面实际问题的能力。通过Matlab工具来辅助自动控制原理中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果，使学生掌握必要的基础理论知识，并了解它们对实际问题的指导作用，促进学生养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯，为以后专业课程的学习打下基础。 本课程要以《电路分析基础》、《计算机应用基础》等课程的学习为基础，并行课程为《模拟电路技术》、《数字电路技术》，同时为《电力电子技术》、《单片机应用技术》等课程的学习奠定基础。 1.2设计思路 电气自动化技术专业的主要工作岗位有：自动化设备与生产线的维修电工、车间电气技术员、安装调试维修工、PLC程序设计员、技术改造员及系统维护技术员，本课程依据工作岗位的工作任务对职业能力和知识的要求而设置的。 本课程的教学以项目为基点，学习项目按照难易程度依次递进的思路设计的。通过该系列项目的学习，反复训练，通过本课程的学习，使学生了解自动控制的发展历史；熟悉自动控制系统的建模；掌握自动控制原理的基本概念，掌握
自动控制原理基本的分析与设计方法；掌握典型控制系统的校正方法；培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的初步能力；使学生能运用所学知识，分析、研究专业课中的相关问题，为后续课程的学习打下坚实的理论基础。 本课程教学项目结合本系实训条件，按“资讯、决策、计划、实施、检查和评估”一个完整的过程实施教学。教学过程做到全过程开放，主要课程内容在教室和机房实训室完成，同时结合校外实训基地完成部分模块，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。 建议本课程在第二学年的第一学期开设。 课程的总学时数为64左右。 课程的总学分为4学分。 2.课程目标 通过本课程的学习，使学生了解自动控制的发展历史；熟悉自动控制系统的建模；掌握自动控制原理的基本概念，掌握自动控制原理基本的分析与设计方法；掌握典型控制系统的校正方法；培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的初步能力；使学生能运用所学知识，分析、研究专业课中的相关问题，为后续课程的学习打下坚实的理论基础。培养学生具有良好的职业素质、实践能力和创新创业精神，并使学生形成科学的学习和工作方法。 1.1能力目标 ●能够建立和简化自动控制系统的数学模型 ●能够运用MATLAB仿真软件对系统进行时域性能分析 ●能够运用MATLAB仿真软件对系统进行校正 ●能够运用MATLAB仿真软件绘制根轨迹 ●能够利用自动控制的基本理论分析与解决典型的工程实际问题 1.2知识目标 ●掌握自动控制原理的基本概念 ●掌握自动控制系统时域分析方法
自动控制原理在生活中的应用
我的控制观 热工A王筵辉200900181156 摘要 通过对《热工控制系统》的学习，写了作者对自动控制原理的理解。本文从《热工控制系统》课程、控制在国家社会的应用、控制在个人生活中的应用三个方面阐述了对控制原理实际应用的认识。 关键词 自动控制原理反馈扰动自平衡能力 正文 当意识到下周就要交自动控制原理的学期论文时，这才真正感到了学期末的来临。的确，在忙碌中的时间的流逝是那样的无声无息。大学的前几个学期虽然也并未荒废，取得了一些成绩，但总之自己过得在大体上比较随性，比较舒适。大三下学期，分专业的介绍会完后，继续学习的想法日益加深，但又想在接下来的学习中换个环境，于是下决心考研，暑假，我就开始了为梦想的奋斗。这个梦想恰似一个巨大的内部扰动加给我这个系统，给我带来的影响持续至今，以至于我这个学期所有的调节和反馈都是围绕它来进行的。现下，随着学期的结束我的梦想也日益临近实现，在这个为梦想奋斗的路上偶尔这么停下来敲击着键盘是多么奢侈的一件事情，这样一个下午，看窗外落木萧萧，思索着控制原理与生活实际的关系，又确乎是在考研几乎喘不过气的气氛下内心得到的少有的安静的停歇。 一、我眼中的《热工控制系统》课程 诚然，赵老师第一节课的下马威像是一个能量强大的输入信号，为考研之路加了一个无法平衡掉的扰动，每一周的周三，按时到课堂上课成了与我一星期内与别的几天的不同的反馈。如果说一直完全没有怨言，那一定是骗人。对于考研这样一个争分夺秒的战争来说，任何一个真正意志坚定战士都不愿意在别的事情上多花费哪怕一秒钟的时间，但那最初的怨言在赵老师的几节课后就已经几乎没有了（不是对老师的奉承，而是自己真实的感受）。正如体育学院的那位同学说的，“可能老师讲的专业知识我不太懂，但是我对老师上课讲的某些观点比较感
自动控制原理课程论文
《自动控制原理（下）》 课程论文 1011自动化 XX 2010XXXX 2013.4
非线性控制系统 摘要：非线性控制系统是用非线性方程来描述的非线性控制系统。系统中包含有非线性元件或环节。状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。线性因果关系的基本属性是满足叠加原理。在非线性控制系统中必定存在非线性元件，但逆命题不一定成立。描述非线性系统的数学模型，按变量是连续的或是离散的，分别为非线性微分方程组或非线性差分方程组。非线性控制系统的形成基于两类原因，一是被控系统中包含有不能忽略的非线性因素，二是为提高控制性能或简化控制系统结构而人为地采用非线性元件。 关键字：非线性系统相平面法描述函数法 正文： 一、非线性特性 典型非线性特性 （1）非线性系统的特点 ①叠加原理无法应用于非线性微分方程中。 ②非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关，而且与系统的输入信号和初始条件有关。 ③线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态无关，而非线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态却有关。 ④有些非线性系统，在初始状态的激励下，可以产生固定振幅和固定频率的自激振荡或极限环。 （2）典型非线性特性 二、非线性控制系统的应用条件 非线性系统的分析远比线性系统为复杂，缺乏能统一处理的有效数学工具。在许多工程应用中，由于难以求解出系统的精确输出过程，通常只限于考虑：①系统是否稳定。②系统是否产生自激振荡（见非线性振动）及其振幅和频率的测算方法。③如何限制自激振荡的幅值以至消除它。例如一个频率是ω的自激振
自动控制原理课程标准
《自动控制原理》课程标准 1. 课程基本信息 课程编码：31927课程名称：自动控制原理 课程类型：A类课程属类：职业能力课程 课程学分：4 参考课时：64 课程性质：专业平台课开课部门：电子电气工程学院 适用专业（层次）：电力系统自动化技术专业（普专） 先修课程：《高等数学》、《电工电子技术》等 后续课程：《电机控制技术》、《可编程控制器》等 职业资格：高级维修电工入网作业电工证 制订：《自动控制原理》课程开发团队 批准人： 课程负责人： 2. 课程详细信息 （1）课程简介 《自动控制原理》课程通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法使学生理解和掌握自动控制原理的基本理论知识（数学建模、性能分析、系统校正的方法），并以典型自动控制系统（随动系统和调速系统）为案例指导学生运用自动控制理论的思想和方法对实际工程系统进行综合分析达到理论联系实际，逐步培养学生解决自动控制系统调试与维护方面实际问题的能力，达到电气从业人员从事相关工作的基本要求。 （2）课程性质与定位 《自动控制原理》课程是电气自动化技术专业(普专) 中职业能力课程类下的一门专业必修课，在整个人才培养过程中具有承上启下的重要地位。通过前修课程《高等数学》、《电路分析》、《电工电子技术》的学习，将高等数学基础知识和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；同时为后续课程《电机控制技术》、《可编程控制器》等的学习打下必要的理论知识和实践基础。 （3）课程设计思路 ①本课程教学内容设计采用“一纵三横”的设计思路。具体来说，“一纵”就是在课程讲授中，要求贯彻自动控制系统的数学建模、时域分析方法、根轨迹法、频域分析方法等课程教学项目这条主线；“三横”就是在讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是自控系统设计分析、维修调试的归宿。
自动控制原理在生活中的应用
我的控制观 热工A 王筵辉1156 摘要 通过对《热工控制系统》的学习，写了作者对自动控制原理的理解。本文从《热工控制系统》课程、控制在国家社会的应用、控制在个人生活中的应用三个方面阐述了对控制原理实际应用的认识。 关键词 自动控制原理反馈扰动自平衡能力 正文 当意识到下周就要交自动控制原理的学期论文时，这才真正感到了学期末的来临。的确，在忙碌中的时间的流逝是那样的无声无息。大学的前几个学期虽然也并未荒废，取得了一些成绩，但总之自己过得在大体上比较随性，比较舒适。大三下学期，分专业的介绍会完后，继续学习的想法日益加深，但又想在接下来的学习中换个环境，于是下决心考研，暑假，我就开始了为梦想的奋斗。这个梦想恰似一个巨大的内部扰动加给我这个系统，给我带来的影响持续至今，以至于我这个学期所有的调节和反馈都是围绕它来进行的。现下，随着学期的结束我的梦想也日益临近实现，在这个为梦想奋斗的路上偶尔这么停下来敲击着键盘是多么奢侈的一件事情，这样一个下午，看窗外落木萧萧，思索着控制原理与生活实际的关系，又确乎是在考研几乎喘不过气的气氛下内心得到的少有的安静的停歇。 一、我眼中的《热工控制系统》课程 诚然，赵老师第一节课的下马威像是一个能量强大的输入信号，为考研之路加了一个无法平衡掉的扰动，每一周的周三，按时到课堂上课成了与我一星期内与别的几天的不同的反馈。如果说一直完全没有怨言，那一定是骗人。对于考研这样一个争分夺秒的战争来说，任何一个真正意志坚定战士都不愿意在别的事情上多花费哪怕一秒钟的时间，但那最初的怨言在赵老师的几节课后就已经几乎没
有了（不是对老师的奉承，而是自己真实的感受）。正如体育学院的那位同学说的，“可能老师讲的专业知识我不太懂，但是我对老师上课讲的某些观点比较感兴趣”。赵老师的思想不拘一格，的确能给我的考研无聊而枯燥的生活激起一些思维上的涟漪，比如与生活息息相关的控制与婚恋观等等，不仅能在课堂上让人会心一笑，而且在课后的某个时候还会想起来觉得能引起我的思考。但是，这样重要的一门课放在大四来学，或许我并未理解学院的用心，在大四这个扰动纷飞的时节，考研、工作、出国，无论哪一个都无法让人集中精力坐在课堂里听课，课后复习，这也让老师上课的效果大打折扣。有这样一个不知是否中肯的建议，老师可以给学院排课的相关老师说一下，将这门课安排在大三，大三的热动学生是很闲的，如果那样的话，我想上课的效果一定会更好。对于想保研和想拿奖学金的大三学生来说，老师的输入信号或者扰动一定能得到最好的效果，学生的个人系统也能按照老师信号的方向做出最好的发展。而对于大多数无欲无求的大四学生，老师的输入信号就像是夹在了一个平直的超导体上一样，不能发热，反馈与调节更是无从谈起，最多为了期末考试这个扰动来让自己的系统产生一些反馈信号来把考试应付了，但那样的效果可想而知。希望学弟学妹们可以在大四以前上这门课，给自己长长见识，学些有用的东西和思想。 二、我眼中的控制与国家社会 拿破仑曾经说过“不想当将军的士兵不是好士兵”。作为当代的大学生，即使不想成为叱咤风云的将军，今后要立足于社会也必须要有一些宏观的思维，不能只着眼于眼前的咫尺之内。而在课堂上，老师也在不知不觉中向我们灌输了这方面的思想。 国家，社会，是一个复杂的控制系统，无法用单一的精确的控制模型来描述它，当然也无法得出一个固定的算法，更像是P、I、D的大综合应用。这里，我只是用一些基本的控制原理来阐述控制原理在国家社会生活中的应用。 对于建立控制系统，必须有一个既定的目标，我们所学的热工控制系统的目标是对电厂的设备进行控制，使其能够顺利发电，保障人民生活。对于国家来说，
自动控制原理 教学大纲
《自动控制原理》课程教学大纲 一、课程的地位、目的和任务 本课程地位： 自动控制原理是机械设计制造及其自动化专业的专业方向课。自动控制技术是现代化技术中重要的一个方面，本课程主要讲述现代自动控制技术的基本原理与结构模型，自动控制系统的分析方法与设计方法，使学生具备自动化控制的基础理论知识以及实践能力。 本课程目的： 通过本课程的学习，要求学生理解自动控制的基本概念，掌握简单系统的建模方法，掌握对线性定常系统的稳定性、快速性和准确性的基本分析方法以及设计和校正方法，能熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统和控制器，对非线性系统也能进行初步的分析。 本课程任务： 1.掌握自动控制的基本概念、原理，学会对实际物理系统进行数学抽象，并用已学过的数学工具进行系统分析和综合，能灵活应用各种理论知识来解决实际问题的综合设计能力。 2.不仅为后续课程的学习奠定基础，而且直接为解决实际控制系统问题提供理论和方法，养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯。 3.培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上，独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力。 二、本课程与其它课程的联系 本课程的先修课是高等数学（上、下）、大学物理、电工电子技术(Ⅰ、Ⅱ）。这些课程的学习,为本课程学习奠定数学基础和分析系统建立数学模型提供必要的电学知识。本课程学习为后续课程的学习提供所应用的系统分析、设计的基本理论和基本方法，掌握必要的基本技能，为进一步深造打下必要的理论基础。 三、教学内容及要求 第一章控制系统导论 教学要求： 通过本章教学，使学生理解自动控制的定义、组成、基本控制方式及特点，对控制系统性能的基本要求，自动控制系统的分类，自动控制系统实例有一定掌握。使学生对反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解。 重点：自动控制的定义、组成、基本控制方式、特点及基本要求
《自动控制原理及系统》教学大纲
《自动控制原理及系统》教学大纲 【课程编号】894 【学时学分】60学时； 3.5 学分【开课模式】必修 【实验学时】6学时【上机学时】 【课程类型】专业基础课【考核方式】考试 【先修课程】高等数学、电路【开课单位】电力学院 【授课对象】电气自动化技术专业、电力系统自动化技术专业、高职高专(3年制) 一、课程的教学目的和任务 （一）教学目的： 为专业课的学习和参加控制工程实践打好必要的理论基础。 （二）教学任务： 通过教学使学生掌握自动控制的基本理论和方法，具有初步解决自动 控制问题的能力。 二、课程的性质、特点及基本要求 （一）性质： 自动控制原理课程是高职高专电力系统自动化、电气自动化及相关专业的一门专业基础课。 （二）特点： 本课程从应用的角度出发，以线性定常单变量连续系统为主要讨论对象，以传递函数模型为主要数学模型，以系统的稳定性、暂态性能和稳态性能为主要中心议题，重点讲授自动控制的基本原理、控制系统的数学描述以及系统分析与综合的基本理论和方法。并适当安排部分实验，教学方法主要采用讲授进行。 （三）基本要求： 使学生熟知自动控制系统的基本结构、基本概念以及常用术语；掌握控制系统数学模型的类型及建立、化简方法；掌握线性定常连续控制系统的时域分析法；掌握线性定常连续控制系统的频域分析法。 三、本课程的主要内容及说明 第一章自动控制的一般概念（4学时） 1、概述
2、自动控制系统的构成、分类及发展阶段 3、自动控制的基本要求 本章要求学生了解自动控制系统的基本原理、类型、要求等，从而使学生对本课程的学习产生更加浓厚的兴趣。 第二章系统的数学模型（12学时） 1、控制系统的微分方程 2、拉普拉斯变换 3、控制系统的传递函数 4、框图及其化简方法 5、信号流图 本章内容要求学生掌握控制系统的数学模型，并熟练系统框图及其化简方法和信号流图的绘制。 第三章线性系统的时域分析（12学时） 1、典型输入信号 2、一阶系统的时域响应 3、二阶系统的时域响应 4、系统的稳定性分析 5、系统的稳态误差分析 6、实验内容：实验二、二阶系统的阶跃响应（2学时） 本章要求学生重点学习一阶、二阶控制系统的暂态响应特性，了解系统的时域分析、系统运动的稳定性等，从而使学生更好的将本章所学内容与以后要学的知识联系起来，综合运用。 第四章根轨迹法（8学时） 1、根轨迹的基本概念 2、根轨迹的绘制基本规则 3、控制系统根轨迹分析 4、实验二、控制系统的稳定性分析（2学时） 本章要求学生学会粗略绘制根轨迹的方法，并会利用根轨迹分析系统性能。
自动控制原理课程设计
物理科学与工程技术学院 课程设计说明书 课题名称：自动控制原理 设计题目：自动控制与检测原理 专业班级: 1１级自动化 学生姓名: 袁 学号: １1343０713８ 自动控制系统 为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。 自动检测 检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标: ①实际测定产品(含零、部件)的规定质量特性及其指标的量值。②根据测得值的偏离状况,判定产品的质量水平(等级)，确定废次品。③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制自动检测是指在计算机控制的基础上，对系统、设备进行性能检测和故
障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技术等学科共同发展的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备,均可以采用自动检测技术 课程内容——设计一个雷达天线伺服控制系统 1雷达天线伺服控制系统简介 1.1概述 用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角)准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。系统的原理图如图1-１所示。