自动控制理论 教学大纲

（课程编号：A311002   学分：4.5    讲课学时：64    实验学时：8）

一、课程的性质与目的

本课程属于自动化专业的专业课。通过本课程的学习，使学生在学过"电路原理"、"信号与系统"等课程之后，进一步建立系统（特别是反馈系统）的概念，学会描述系统的多种数学方法，掌握分析系统动、静态性能和稳定性的工具，初步了解系统校正的一些常用方法。为进一步学习"自动控制系统"、"计算机控制系统"及其它先进的控制理论奠定基础。

二、课程内容与教学要求

1、基本要求

充分理解自动控制系统所涉及到的基本概念，掌握自动控制系统数学模型的建立方法，掌握分析自动控制系统的各种经典方法及常用综合方法。

2、各章节主要内容、重点难点及学生所需掌握的程度

1）自动控制的一般概念

教材第一章内容，要求学生了解自动控制的任务，知道自动控制的基本方式，重点掌握控制系统性能要求的三个方面。

2）自动控制系统的数学模型

教材第二章内容，掌握控制系统的微分方程描述、传递函数描述、框图表达。学会对一般的机电系统等进行机理建模。重点掌握一般系统传递函数的概念以及典型反馈系统的几种传递函数，会建立系统的传递函数。熟练对复杂的动态结构图进行化简，从而得到传递函数。

3）时域分析法

教材第三章内容，建立系统的动态指标和静态误差概念，学会一、二阶系统动态指标和静态误差的计算方法，能分析一般控制系统的动、静态性能。会用Routh判据判别系统的稳定性。

4）根轨迹法

教材第四章内容，熟练掌握根轨迹方程，熟悉绘制根轨迹的基本法则，并学会运用法则

绘制一般的系统的根轨迹。了解系统闭环零、极点分布与阶跃响应的关系。

5）频率域方法

教材第五章内容，掌握典型环节的频率特性，重点掌握系统的开环频率特性，学会绘制

系统的Bode图，并会用频率稳定判据判别系统的稳定性。

6）控制系统的校正

教材第六章内容，了解控制系统的几种常用校正方法。

三、上机实验要求

1、教学目标：

1）通过实验教学，使学生进一步了解和掌握自动控制理论的基础概念、控制系统的分析设计方法。

2）学习和掌握分析设计控制系统的各种仿真方法。

3）提高应用计算机的能力和水平。

4）进行实验技能的基本训练，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养理论联系实际的学风和实事求是的科学态度，并获得科学研究的初步训练。

2、基本要求：

1）认真阅读实验指导书，预习与实验有关的理论知识，了解实验内容和方法。

2）熟悉所用实验设备及应用软件的使用方法。

3）按实验要求进行接线和操作。

4）在实验中注意观察，记录有关数据与图象，并能分析和解决在实验过程中出现的各种现象和问题。

5）认真撰写实验报告，按规定格式做出图表、曲线，并分析实验结果，结论要明确。

四、能力培养的要求

1、理论课程能力的培养：通过本课程理论课的学习，主要培养学生的分析问题、解决问题的能力。

2、实验课程能力的培养：通过本课程实验环节的教学，使学生能够将其所学的理论知识与实践相结合，以应用为目的，培养学生的实际动手操作能力，理论联系实际的能力，加强学生的工程素质，培养学生的创新能力。

五、建议学时分配

课程内容	讲课	习题课或课堂讨论
1、自动控制的一般概念	2
2、自动控制系统的数学模型	10	2
3、时域分析法	12	2
4、根轨迹法	6	2
5、频率域方法	12	2
6、控制系统的校正	4	2
7、总复习	8
合计	54	10

（注：实验学时另外安排）

六、先修课程名称

    高等数学、复变函数、电路原理、信号与系统。

七、考核方式

总评成绩=平时成绩+期末考试成绩

平时成绩占20%，期末考试成绩占80%

八、教材及参考书

1、教材：田玉平主编，《自动控制原理》，科学出版社，2006年第二版。

2、参考书：

1）胡寿松主编，《自动控制原理》，科学出版社，2007年第五版。

2）程鹏主编，《自动控制原理》，高等教育出版社，2003年第一版。