自动控制原理教学大纲 (1)
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潍坊工商职业学院《自动控制原理》课程教学大纲
信息工程系（部）
2018年3月
正文排版要求（封二）
页面设置A4纸，页边距：上2.2，下2.2，左2.8，右2.2，左侧装订。标题为三号黑体，居中；正文小标题为：仿宋字体，字号为小三号，加粗，顶格写；其余内容格式为：段落首行缩进两个字符，字体均为小三号、仿宋，行距为单倍行距。
内容要求：理论课的学时总数、实验课的学时总数、上机课的学时总数必须与课程基本信息中一致。
《自动控制原理》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称：自动控制原理
课程代码：
总学时数：108学时讲课学时：108学时
实验学时：0学时上机教学：0学时
学分：学分
授课对象：16电信
先修课程：<<高等数学>>和<<信号与系统>>及<<电路基础>>
教材：自动控制原理，机械工业出版社，陈铁牛，第2版。
参考书目：自动控制原理，科学出版社，胡寿松版别第5版。
二、课程内容简介
自动控制原理的主要内容有：自动控制系统的基本概念、自动控制系统的数学描述方法、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹分析法、控制系统的频域分析法、控制系统的校正、MATLAB在控制系统中的应用。
三、课程性质、目的和要求
自动控制原理是为电子信息类通信技术专业学生开设的一门主干课，它既是通信专业知识的入门课，又是通信技术专业的核心专业基础课。本课程的主要任务是比较全面系统地讲述自动控制原理中的经
典控制理论的基本原理、基本性能和基本分析方法，通过讲课、练习、仿真，使学生掌握自动控制原理的基础知识和基本技术，掌握自动控制原理中的经典控制系统一般问题的分析方法。
《自动控制原理》是以《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《信号与系统》等技术基础课为基础，同时又是通信技术专业后续几乎所有专业课，如：移动通信、光纤通信、程控交换、计算机通信等的基础。
《自动控制原理》是通信技术专业的必修课，同时也可作为电子信息类其它专业的选修课。
四、理论课教学内容、要点和课时安排
1. 绪论（6学时）自动控制系统的基本概念。
自动控制、自动控制系统、控制对象、控制器、输入量、输出量、扰动量、开环控制、闭环控制、闭环控制的组成；自动控制系统的分类：线性系统和非线性系统、恒值系统、随动系统、程控系统、连续系统和离散系统；自动控制系统的性能：稳定性、稳态精度、快速性和平稳性。
明确控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念(被控对象，被控量，给定量，干扰量等)。侧重讲述开环控制和闭环控制的基本原理和特点，闭环（反馈）控制是本章的重要概念。通过示例，建立起系统的基本概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。正确理解对控制系统稳、准、快的要求。
2. 自动控制习题的数学描述方法（18学时）
熟练掌握用拉氏变换方法求解线性常微分方程的方法；熟练掌握利用结构图等效变换和梅逊公式求系统传递函数的方法。
系统微分方程的建立
非线性数学模型线性化
线性系统的传递函数
典型环节及其传递函数
系统的结构图
信号流图及梅逊公式
数学模型的MATLAB变换
3. 控制系统的时域分析法（12学时）
线性系统时间响应的性能指标
一阶系统的时域分析
二阶系统的时域分析
高阶系统的时域分析
线性系统的稳定性分析
线性系统的误差分析
MATLAB在时与分析中的应用
4. 控制系统的根轨迹分析法（18学时）
熟练掌握绘制根轨迹的方法，能够利用根轨迹定性分析系统性能随参数变化的趋势。
根轨迹的概念、根轨迹方程、常规根轨迹的绘制及系统性能分析。
根轨迹法的基本概念与根轨迹方程
绘制根轨迹的基本法则
控制系统的根轨迹分析方法
根轨迹的改造
用MATLAB软件绘制和分析根轨迹
5. 控制系统的频域分析法（18学时）
熟悉典型环节频率特性的特点，熟练掌握绘制开环幅相特性、开环对数频率特性的方法；熟练掌握由最小相位系统的开环对数幅频特性确定开环传递函数的方法。
理解奈奎斯特稳定判据的原理，熟练掌握运用奈奎斯特稳定判据和对数频率判据判定系统稳定性的方法。
频率特性
典型环节的频率特性
控制系统的开环频率特性
奈奎斯特稳定判据
开环频域指标
闭环频率特性
MATLAB在频与分析中的应用
6. 控制系统的校正（6学时）
掌握校正的基本概念。
掌握串联超前、串联滞后校正及串联综合法校正的方法。
校正的基本概念
典型校正装置
频率法串联校正
频率法反馈校正
控制系统的复合校正
7. 非线性系统分析（6学时）
明确描述函数和相平面的有关概念，了解绘制相轨迹、用相平面法分析非线性系统的一般方法，掌握用描述函数法分析非线性控制系统的稳定性和分析自振、计算自振参数的方法。
五、教学方法
多媒体演示,讲授法
六、成绩考核方式
笔试80%+日常表现20%
大纲执笔者：李金娟
大纲审定者：
分管教学负责人：
编写时间： 2018年 3月19 日