国家一流课程 自动控制原理
自动控制原理教学大纲
《自动控制原理（I）》教学大纲一、课程的性质、任务、基本要求和条件（一）课程的性质和特点自动控制原理是高校电类学科各专业的一门重要专业基础课, 是从事系统分析与设计的技术人员所必须掌握的一门专业课。
本课程的主要任务是：系统地介绍自动控制系统和反馈控制的基本概念，学习建立控制系统数学模型的基本方法，以及分析控制系统稳定性、动态性能和稳态性能的时域和频域方法，介绍校正控制系统的常用方法。
（二）本课程的基本要求1．理解自动控制系统的基本构成和基本控制原理。
2．掌握线性定常控制系统（含连续时间系统和离散时间系统）的输入输出描述（运动方程、传递函数、频率特性函数）方法，能够对简单的机电系统进行机理建模。
3．掌握线性定常系统（含连续时间系统和离散时间系统）稳定性的基本概念和常用分析方法（代数判据、根轨迹法、频率特性法）。
4．掌握线性定常连续时间控制系统的动态性能分析（二阶系统为主）和稳态性能分析。
5．了解单输入单输出系统的常用校正方法（根轨迹法和频率特性法）。
教学的重点与难点（★）第一章概述★第二章控制系统的数学描述★第三章控制系统的稳定性分析★第四章控制系统的运动性能分析第五章系统校正方法难点：控制系统不同数学模型之间的关系以及数学模型的建立，稳定性的频域分析方法.（三）本课程与相关课程的联系本课程的先修课程为《高等数学》、《电路分析》、《信号与系统》。
二、教学内容及学时分配◆各章节主要内容、重点难点第一章概述(3学时)1．1 引言：自动控制理论发展的历史简述1．2自动控制系统的构成1．3 闭环控制与开环控制1．4 控制系统的分类1.4.1 恒值调节系统和随动系统1.4.2线性系统和非线性系统1.4.3 定常系统和时变系统1.4.4 连续时间和离散系统做实验一: 闭环电压控制（单独3学时）教学目的和要求:使学生了解自动控制原理产生的历史背景及其发展简史，通过举例使学生认识反馈控制的基本概念以及开环控制与闭环控制的区别，介绍控制系统的分类方法以及本课程学习的重点。
自动控制原理课程介绍
(11)由徐寿设计的中国第一艘蒸 汽 轮 船 “ 黄 鹄 ” 号 (L20m, 25T, 10km/hr) 在 安 庆 内 军 械 所 下 水 (1866)。次年，中国第一艘木质 明轮蒸汽舰船“恬古”号在江南 造船厂下水。
操江号(62mx10m), 392匹马力， 600T排水，备炮9门
II.经典控制前期(The Pre-classical Period)(1900-1935)
(6) 美 国 E. Sperry 以 及 C. Mason 研 制 出 火 炮 控 制 器 (1925)，气压反馈控制器(1929)
III. 经典控制(Classical Control)(1935-1950)
(1) 美国贝尔实验室的H. Bode (1938)， 以及H.Nyquist(1940)提出频率响应法
(5) 美国H. S. Black发明了电子放大器负反馈方法(Negative Feedback Amplifier) ,为现代通讯技术奠定了基础。(1927) 1957年获IEEE Medal of Honor。——“毫不夸张地说，没有 Black的发明，就没有今天的长距离电话和电视网络”
H. S. Black （AT&T）贝尔实验室研究员
程
自动控制（Automatic Control）——是关于受控 系统的分析、设计和运行的理论和技术。
两者的区别：通常自动化主要应用于工业 、农业、国防、科学研究、交通运输、商 业、医疗、服务以及家庭等人造系统的控 制问题；而自动控制除了上述研究外，还 研究社会、经济、生物、环境等非人造系 统的控制问题。
(3) 美国N. Minorsky研制出用 于船舶驾驶的伺服结构，提 出PID控制方法(1922)，并成 功应用于美国军舰控制。
自动控制原理精品课程
自动控制原理精品课程
以下是一些关于自动控制原理的精品课程建议：
1. 《自动控制原理导论》：该课程着重介绍自动控制的基本概念、原理和方法，包括反馈控制系统的基本结构、闭环控制的稳定性分析、传递函数和状态空间的描述方法等。
2. 《线性系统理论与设计》：该课程探讨线性系统的数学模型与分析方法，包括线性时不变系统的时域和频域分析、稳定性判据、系统响应和系统特性等。
同时还介绍系统设计的基本准则和方法。
3. 《现代控制理论与方法》：该课程介绍现代控制理论和方法，包括状态空间分析、最优控制理论、鲁棒控制和自适应控制等。
同时还探讨现代控制方法在实际工程中的应用。
4. 《非线性系统控制理论》：该课程着重介绍非线性系统的建模和控制理论，包括非线性系统的稳定性分析、相平面分析、反馈线性化和滑模控制等。
同时还介绍非线性系统控制在实际工程中的应用。
5. 《多变量控制系统》：该课程涵盖多输入多输出（MIMO）
控制系统的基本理论和方法，包括多变量系统的数学模型、多变量系统的控制结构、解耦控制和鲁棒控制等。
以上是关于自动控制原理的一些精品课程的建议，希望对你有帮助！。
《自动控制原理》电子教案
《自动控制原理》电子教案自动控制原理是一门应用于工程系统中的基础课程，主要教授控制系统的基本原理、方法和技术。
本教案分为导入、教学过程、课堂活动、作业布置和教学总结五个部分。
一、导入控制系统是现代工程中不可或缺的部分，它在各个领域中都有着广泛的应用，如机械、电子、航空航天、化工等。
本课程将重点介绍控制系统的基本原理和常用的控制方法，通过理论与实践相结合的方式，让学生对自动控制有一个全面的了解。
二、教学过程1.引入控制系统的概念和意义-通过举例说明控制系统在日常生活中的应用，如电梯、温度调节器等。
-引导学生思考控制系统的目的是什么，如稳定性、精确度、鲁棒性等。
2.基本概念和术语-介绍控制系统的基本构成要素，如输入、输出、传感器、执行器等。
-解释控制系统的基本术语，如开环控制、闭环控制、反馈、控制器等。
3.数学模型建立与分析-介绍控制系统的数学建模方法，如微分方程、状态空间等。
-通过实例演示如何建立系统的数学模型，如电机控制系统、液位控制系统等。
-分析系统的稳定性和动态响应，引入根轨迹和频率响应的概念。
4.控制方法与技术-介绍常见的控制方法，如比例、积分、微分控制器，PID控制器等。
-讲解先进的控制技术，如自适应控制、鲁棒控制、优化控制等。
-针对不同的控制任务，介绍相应的控制算法和调参方法。
5.实验与仿真-安排实验课程，让学生通过实际操作来深入理解控制系统的原理和方法。
-使用仿真软件进行虚拟实验，提供学生自主学习和实践的机会。
三、课堂活动1.小组讨论：请学生分小组讨论不同控制系统的应用，并分享自己的观点和想法。
2.解答问题：教师提供一些与课程内容相关的问题，鼓励学生积极参与回答，加深对知识的理解。
3.实例分析：教师提供一些典型的控制系统实例，让学生逐步分析其数学模型和控制方法。
四、作业布置1.阅读相关文献资料，进一步了解控制系统的发展和应用。
2.完成课后习题，加强对知识的巩固。
3.准备下一堂课的报告，选择一个感兴趣的控制系统进行介绍。
自动控制原理ch2
第二章 控制系统的数学模型
2-1 控制系统的时域数学模型 二 非线性微分方程的线性化 1 非线性问题的提出 这种将非线性微分方程在一定条件下近似转化为 线性微分方程的方法，称为非线性微分方程线性化。 尽管经过线性化得到的线性微分方程只是有条件、 近似的描述系统的动态特性，但却能使系统动态特性 的分析工作大为简化。
数值亦增大同样的倍数。因此可以采用单位典型外作用(例如 1-单位阶跃函数2-单位脉冲函数)对系统进行分析研究，既简 化了问题又不影响结果的正确性。
第二章 控制系统的数学模型
2-1 控制系统的时域数学模型 二 非线性微分方程的线性化
1 2
非线性问题的提出 非线性线性化方法
第二章 控制系统的数学模型
平衡点附近展开泰勒级数。
2 dy 1d y ( x − x0 ) +L y = f ( x ) = y0 + x0 ( x − x0 )+ 2 x0 dx 2! dx 2
忽略二次以上的各项，上式可写成：
dy y = f ( x ) = y0 + x0 ( x − x0 ) dx
Δy
y
y0
y
Δy
A
Δx
第二章 控制系统的数学模型 2-0 引言
输入量
θr
输出量
工作机械
ur
uc
放 大
θc
Ri
Li
θm
us
器
ur
ia
自动控制系统加上输入信号以后，输出量的运动 方程可以用联系输入量和输出量的微分方程加以描 述。因为它既能定性又能定量地描述整个系统的运 动方程，所以微分方程是系统的一种数学模型。
第二章 控制系统的数学模型 2-0 引言
自动控制原理教学大纲
自动控制原理教学大纲一、课程简介自动控制原理是现代工程领域中的重要基础课程，通过本课程的学习，学生将掌握控制系统的基本原理、模型建立方法、稳定性分析与设计技术等内容，为将来从事相关工程领域的研究和工作打下坚实的基础。
二、教学目标1. 理解控制系统的基本概念和重要原理；2. 学习控制系统的数学建模方法，掌握各类控制系统的数学模型；3. 掌握控制系统的稳定性分析方法与稳定性判据；4. 学习控制系统的设计方法，包括比例积分微分（PID）控制器设计等；5. 能够运用所学知识解决相关工程问题，具备进一步深造的基础。
三、教学内容1. 控制系统基本概念1.1 控制系统的定义和分类；1.2 控制系统的基本组成及功能；1.3 控制系统的基本结构和工作原理。
2. 控制系统数学建模2.1 连续时间系统的数学建模方法；2.2 离散时间系统的数学建模方法；2.3 线性时不变系统的数学模型建立。
3. 控制系统的稳定性分析3.1 稳定性的定义与判据；3.2 时域分析方法；3.3 频域分析方法。
4. 控制系统的设计方法4.1 比例控制（P控制）；4.2 积分控制（I控制）；4.3 微分控制（D控制）；4.4 PID控制器设计。
5. 控制系统的应用5.1 控制系统在电气、机械、航空等领域的应用；5.2 控制系统在自动化生产线、机器人控制等方面的应用。
四、教学方法1. 理论讲解：通过教师授课、课件演示等方式，给予学生理论知识的系统学习。
2. 实例分析：通过案例分析、仿真实验等方式，帮助学生理解理论知识在实际问题中的应用。
3. 课堂互动：鼓励学生积极参与课堂讨论、提问等活动，加深对知识的理解。
4. 实践操作：组织学生进行相关控制系统设计、仿真实验等实践操作，提高实际应用能力。
五、评估方式1. 平时表现：课堂参与度、作业完成情况等；2. 期中考试：主要考察基础知识的掌握情况；3. 期末考试：综合考察学生对整个课程知识的掌握情况；4. 实验报告：针对控制系统设计实验等实践环节的评估。
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，初步掌握偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。
目标驱动+能力提升一流课程建设与实践——以自动控制原 理课程建设为例
“目标驱动+能力提升”一流课程建设与实践——以自动控制原理课程建设为例》摘要：当前，课程教学改革中，目标驱动+能力提升的方式已经成为主要的课程建设方式。
随着课程教学方法的多样化，自动控制原理课程建设方案也有了新的变化，伴随着这种变化，自动控制原理专业的教师能够通过有效的教学方法完成课程方案的设计，而学生能够迅速了解自动控制的设计原理和设计方法，这就为自动控制原理课程的教学质量提供了有效方法。
本文以目标驱动+能力提升在自动控制原理课程建设中的作用为切入点，探索目标驱动+能力提升在自动控制课程建设中的应用策略，从而找到一条切实可行的满足现阶段自动控制原理课程建设一流课程的路径。
关键词：目标驱动+能力提升；课程建设；自动控制原理课程引言：当前，自动控制原理课程是电气自动化专业的核心内容。
实现自动控制原理课程教学的高质量化是教学改革的重点，在当前社会中，电气自动化专业已经成为电气行业内的热门专业，其根本原因在于自动化技术已经走向人们生活的各个方面，以及其应用理念较为先进。
这样的一个背景下电子自动化专业的人才非常缺乏，培养电气自动化专业的人才需要有良好的教学环境，而教学环境的建设需要以教学模式的创新来实现，这种情况下目标驱动+能力提升的创新和实践是十分必要的。
在行业竞争环境的影响下，目标驱动是专业课程教育增强教学能力的关键，而能力提升是保障专业学生的就业竞争力的关键。
课程改革背景下，对课程建设的能力有着较高的要求，课程建设的教育效益与社会效益双达标甚至超出预期。
在这样的一种大背景下高校对于自动控制原理课程的建设体现出较多的不足和缺陷，从而形成了教学周期固定情况下学习的就业质量无法得到有效的保障，针对这种现实情况。
一、自动控制原理课程在课程建设中的不足之处（一）对课程建设目标的认识不够全面教师在实际教学中，课程目标理念是较为缺乏的，对于目标驱动+能力提升这种课程建设目标缺乏全面的认识，更别说在实际教学中发挥目标驱动+能力提升的建设质量了，在学生难以理解自动化控制原理课程中课程内容的情况下，教师就需要将这一课程进行优化，自动控制原理课程是高校自动化专业教育中的重点课程，也是学校、教师和社会普遍重视的一门课程。
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国家一流课程自动控制原理
自动控制原理是一门计算机科学与技术专业课程，属于自动控制领域的基础课程之一。
在国家一流课程中，自动控制原理的教学内容与方法都经过了深入的研究和整理，以确保教学质量的提高和教学效果的优化。
在自动控制原理课程中，学生将学习控制系统的基本原理与方法，包括控制系统的建模与仿真、信号与系统分析、反馈控制、PID控制、根轨迹与频率响应分析等内容。
学生通过理论学习
和实践操作，熟悉掌握自动控制系统的设计与分析技术，培养工程实践能力和问题解决能力。
国家一流课程的自动控制原理课程旨在培养学生的基础理论知识和实践应用能力，使其具备运用自动控制原理解决工程实际问题的能力。
同时，通过该课程的学习，学生将培养系统思维和工程素养，提高创新能力和团队协作能力。
为了提升课程质量和教学效果，国家一流课程的自动控制原理课程还可以引入新的教学方法和技术，如信息技术的应用、实践性教学和案例分析等，以激发学生的学习兴趣和创造力。
总之，国家一流课程的自动控制原理课程在教学内容和方法上都经过了认真的研究和改进，旨在培养学生的自动控制理论和实践应用能力，为他们日后在自动控制领域的研究和工作打下坚实的基础。