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1、自动控制原理课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：电气工程及其自动化专业课程代码：54E00214学时分配：56赋予学分：3.5先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、线性代数、电路分析后续课程：电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力系统自动化技术二、课程性质与任务本课程是面向从事电气工程及其自动化专业学生的一门必修的专业基础课，具有较强理论 性和应用性。本课程的任务主要是研究自动控制基础理论和应用，初步掌握控制系统的数学模型、分析 方法和设计方法，具备初步分析和设计自动控制系统的能力。为学生进一步学习有关电气工程 及其自动化专业课程打下良好的理论基础。三、教学目的与要求设置本课程的目的，
2、在于使学生了解“自动控制原理”这一技术领域的概貌，初步建立起有 关“自动控制原理”的基本概念，掌握基本分析和设计方法，为后续课程及从事电气工程及其自 动化技术等方面有关的研究工作打下基础。通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制原理的基本理论、基本分析与设计方法，初步 具备自动控制原理的综合和应用能力，为后续专业课程的学习打下坚实的、必要的理论基础。四 教学内容与安排1、课时分配按照课程内容，分成6个教学单元，各单元的课时安排如下表所示：序号教学单元讲 授习 题实 验小计1自动控制的一般概念442控制系统的数学模型82103线性系统的时域分析法822124线性系统的根轨迹法822125线性系统的
3、频域分析法822126线性系统的校正方法66课时合计4286562、教学内容第1单元 自动控制的一般概念【教学内容】1 .自动控制的基本原理与方式2 .自动控制系统例如3 .自动控制系统的分类4 .对自动控制系统的基本要求5 .自动控制系统的分析与设计工具【教学重点及难点】教学重点：自动控制的基本原理与方式、自动控制系统的分类、对自动控制系统的基本要 求。教学难点：自动控制的基本原理与方式。【基本要求】 掌握自动控制的基本原理与方式； 了解自动控制系统的分类； 了解自动控制系统的基本要求。【培养能力】了解自动控制的基本知识。第2单元控制系统的数学模型【教学内容】1 .控制系统的时域数学模型2
4、.控制系统的复数域数学模型3 .控制系统的结构图与信号流图4 .控制系统建模实例【教学重点及难点】教学重点：控制系统的时域数学模型、控制系统的复数域数学模型、控制系统的结构图与 信号流图。教学难点：控制系统的复数域数学模型。【基本要求】 理解控制系统的时域数学模型； 理解控制系统的复数域数学模型； 掌握控制系统的结构图与信号流图。【培养能力】掌握控制系统的建模能力。第3单元 线性系统的时域分析法【教学内容】1 .系统时间响应的性能指标2 . 一阶系统的时域分析3 .二阶系统的时域分析4 .高阶系统的时域分析5 .线性系统的稳定性分析6 .线性系统的稳态误差计算7 ,控制系统时域设计【教学重点及
5、难点】教学重点：系统时间响应的性能指标、一阶和二阶系统的时域分析、线性系统的稳定性分 析和稳态误差计算。教学难点：线性系统的稳定性分析和稳态误差计算。【基本要求】 了解系统时间响应的性能指标； 掌握一阶和二阶系统的时域分析； 掌握线性系统的稳定性分析和稳态误差计算。【培养能力】掌握控制系统的时域分析和设计能力。第4单元线性系统的根轨迹法【教学内容】1 .根轨迹法的基本概念2 .根轨迹绘制的基本法那么3 .广义根轨迹4 .系统性能的分析5 .控制系统复域设计【教学重点及难点】教学重点：根轨迹法的基本概念、根轨迹绘制的基本法那么、系统性能的分析。教学难点：根轨迹绘制的基本法那么。【基本要求】 了解
6、根轨迹法的基本概念； 掌握根轨迹绘制的基本法那么； 掌握系统性能的分析。【培养能力】掌握控制系统的复域分析和设计能力。第5单元线性系统的频域分析法【教学内容】1 .频率特性的基本概念和几何表示法2 .典型环节与开环系统的频率特性3 .频率域稳定判据4 .稳定裕度5 .闭环系统的频域性能指标6 .控制系统频域设计【教学重点及难点】教学重点：典型环节与开环系统的频率特性、频率域稳定判据、稳定裕度、闭环系统的频 域性能指标。教学难点：典型环节与开环系统的频率特性、频率域稳定判据。【基本要求】 掌握典型环节与开环系统的频率特性； 掌握频率域稳定判据和稳定裕度计算； 掌握闭环系统的频域性能指标。【培养能
7、力】掌握控制系统的频域分析和设计能力。第6单元线性系统的校正方法【教学内容】1 .系统的设计与校正问题2 .常用校正装置及其特性3 .串联校正4 .前馈校正5 .复合校正6 .控制系统校正设计【教学重点及难点】教学重点：系统的校正方式和基本控制规律、常用校正装置及其特性、串联校正、前馈校 正。教学难点：串联校正、前馈校正。【基本要求】 了解常用校正装置及其特性； 掌握串联校正； 掌握前馈校正。【培养能力】掌握控制系统的校正设计能力。五、教学设备和设施理论讲授与实验教学结合的教学方法，适当使用多媒体教学设备。六、课程考核与评估本课程根据三个环节进行考核：平时成绩（20%）、实验成绩（20%）、期末考试（60%）。七、附录1 .必备教材自动控制原理（第6版），胡寿松主编，科学出版社，2013年。2 .参考资料（1）自动控制原理（第2版），吴麒主编，清华大学出版社，2006年。（2）自动控制原理（第3版），李友善主编，国防工业出版社，2004年。（3）自动控制原理习题解析（第2版），胡寿松主编，科学出版社，2013年。