《自动控制理论》教学大纲课程名称：自动控制理论AutomaticControlTheory课程编码：151036学分：4.5总学时：72学时，其中，理论学时：62学时；实验学时：10学时适用专业：自动化先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电路分析基础等执笔人：朱清祥审订人：吴凌云、课程的性质、目的与任务、教学目标《自动控制理论》是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课，必修课。本课程是以原理为主的理论性课程：主要从数学模型出发，讲述自动控制基本原理和控制系统分析与设计的基本方法。通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用课程的基本概念和理论，掌握一套较完整的分析，设计自动控制系统方法。为专业课的学习打好基础，而且为以后从事实际工作和科研奠定一定的理论基础。二、教学内容、基本要求与学时分配第一章绪论主要内容：1、本课程的内容、性质和任务2、控制的基本方式基本要求：理解自动控制、反馈等概念：掌握自动控制系统的基本要求和系统的组成。学时分配：2学时。第二章自动控制系统的数学模型主要内容：1、控制系统微分方程的编写2、自动控制系统的传递函数3、控制系统的结构图及其等效变换基本要求：熟练掌握简单过程机理模型的建立方法：熟练掌握方框图的等效简化、梅森增益公式等求取传递函数的方法。学时分配：8学时。第三章自动控制系统的时域分析主要内容：1、典型输入信号和阶跃响应性能指标2、稳定性和代数稳定判据3、稳态误差分析基本要求：理解动态特性、稳定性、稳态误差等概念：掌握劳斯判据、稳态误差计算方法；掌握一、二阶系统阶跃响应计算方法：了解高阶系统的动态性能、基本控制规律的分析。学时分配：10学时。第四章根轨迹分析法主要内容：1、根轨迹的基本概念2、控制系统根轨迹的绘制
《自动控制理论》教学大纲 课程名称：自动控制理论 Automatic Control Theory 课程编码：151036 学 分：4.5 总 学 时：72 学时，其中 ，理论学时：62 学时 ；实验学时：10 学时 适用专业：自动化 先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电路分 析基础等 执 笔 人：朱清祥 审 订 人：吴凌云 一、课程的性质、目的与任务、教学目标 《自动控制理论》是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课，必修课。 本课程是以原理为主的理论性课程；主要从数学模型出发，讲述自动控制基本原理和控制系统 分析与设计的基本方法。通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用课程的基本概念和理论， 掌握一套较完整的分析，设计自动控制系统方法。为专业课的学习打好基础，而且为以后从事实际 工作和科研奠定一定的理论基础。 二、教学内容、基本要求与学时分配 第一章 绪论 主要内容： 1、 本课程的内容、性质和任务 2、 控制的基本方式 基本要求： 理解自动控制、反馈等概念； 掌握自动控制系统的基本要求和系统的组成。 学时分配：2 学时。 第二章 自动控制系统的数学模型 主要内容： 1、 控制系统微分方程的编写 2、 自动控制系统的传递函数 3、 控制系统的结构图及其等效变换 基本要求： 熟练掌握简单过程机理模型的建立方法； 熟练掌握方框图的等效简化、梅森增益公式等求取传递函数的方法。 学时分配：8 学时。 第三章 自动控制系统的时域分析 主要内容： 1、 典型输入信号和阶跃响应性能指标 2、 稳定性和代数稳定判据 3、 稳态误差分析 基本要求： 理解动态特性、稳定性、稳态误差等概念； 掌握劳斯判据、稳态误差计算方法； 掌握一、二阶系统阶跃响应计算方法； 了解高阶系统的动态性能、基本控制规律的分析。 学时分配：10 学时。 第四章 根轨迹分析法 主要内容： 1、 根轨迹的基本概念 2、 控制系统根轨迹的绘制
3、控制系统的根轨迹法分析基本要求：掌握绘制根轨迹的基本规则；掌握最小相位系统的参数根轨迹的画法：了解闭环极点，零点分布和控制系统性能指标之间的关系。学时分配：8学时。第五章频率特性分析法主要内容：1、系统频率特性的基本概念及画法2、奈奎斯特稳定判据及稳定裕度3、利用频率特性分析系统的性能指标基本要求：理解频率特性的概念、波特图和系统结构参数的关系：掌握用频率特性的方法来分析系统的稳定性，以及相对稳定性：掌握开环频率特性与控制系统性能指标间的关系。学时分配：10学时。第六章自动控制系统的校正主要内容：1、控制系统校正的基本概念2、串联校正装置的根轨迹法设计3、频率法校正基本要求：了解系统为什么需要校正，校正方法的分类；掌握超前、滞后、滞后一一超前校正对系统校正的方法和流程；掌握按系统的期望频率特性进行校正的方法：了解并联校正装置的设计。学时分配：8学时。第七章非线性控制系统的分析方法主要内容：1、非线性控制系统概述2、描述函数法3、相平面分析法基本要求：掌握非线性控制系统和线性控制系统的基本区别对包含有饱和特性、死区特性、间隙特性、继电器特性以及变放大系数特性的非线性控制系统，掌握运用描述函数法和相平面分析法进行分析的基本方法。学时分配：8学时。第八章线性离散控制系统的分析主要内容：1、采样过程和采样定理2、离散控制系统的数学模型3、离散控制系统的分析基本要求：理解采样过程，采样定理，掌握采样脉冲传递函数概念：掌握判断采样系统的稳定性，求取稳态误差的方法：了解离散控制系统的动态性能分析。学时分配：8学时。三、实验内容与学时分配实验一：典型环节的模拟研究实验二：典型系统瞬态响应和稳定性
3、 控制系统的根轨迹法分析 基本要求： 掌握绘制根轨迹的基本规则； 掌握最小相位系统的参数根轨迹的画法； 了解闭环极点，零点分布和控制系统性能指标之间的关系。 学时分配：8 学时。 第五章 频率特性分析法 主要内容： 1、 系统频率特性的基本概念及画法 2、 奈奎斯特稳定判据及稳定裕度 3、 利用频率特性分析系统的性能指标 基本要求： 理解频率特性的概念、波特图和系统结构参数的关系； 掌握用频率特性的方法来分析系统的稳定性，以及相对稳定性； 掌握开环频率特性与控制系统性能指标间的关系。 学时分配：10 学时。 第六章 自动控制系统的校正 主要内容： 1、 控制系统校正的基本概念 2、 串联校正装置的根轨迹法设计 3、 频率法校正 基本要求： 了解系统为什么需要校正，校正方法的分类； 掌握超前、滞后、滞后──超前校正对系统校正的方法和流程； 掌握按系统的期望频率特性进行校正的方法； 了解并联校正装置的设计。 学时分配：8 学时。 第七章 非线性控制系统的分析方法 主要内容： 1、 非线性控制系统概述 2、 描述函数法 3、 相平面分析法 基本要求： 掌握非线性控制系统和线性控制系统的基本区别； 对包含有饱和特性、死区特性、间隙特性、继电器特性以及变放大系数特性的非线性控制系统， 掌握运用描述函数法和相平面分析法进行分析的基本方法。 学时分配：8 学时。 第八章 线性离散控制系统的分析 主要内容： 1、 采样过程和采样定理 2、 离散控制系统的数学模型 3、 离散控制系统的分析 基本要求： 理解采样过程，采样定理，掌握采样脉冲传递函数概念； 掌握判断采样系统的稳定性，求取稳态误差的方法； 了解离散控制系统的动态性能分析。 学时分配：8 学时。 三、实验内容与学时分配 实验一：典型环节的模拟研究 实验二：典型系统瞬态响应和稳定性
实验三：控制系统的频率特性研究实验四：系统校正实验五：非线性系统本门课程实验学时10学时，实验项目及具体内容、要求参见本门课程实验教学大纲。四、大纲说明1、本课程是自动化专业的专业基础课，除62学时的理论教学，还安排了10学时的实验。2、本课程理论性较强、内容广泛且抽象，讲述过程中应注意多举例。知识点一定要讲全，要注重灵活应用，以适应研究生入学考试的需要。3、每章要安排相应的练习题。4、考试成绩占总成绩的80%，平时成绩：10%，实验成绩：10%。五、教材及参考书教材：吴怀宇主编，《自动控制原理》，华中科技大学出版社，2007年第一版。参考书：1、胡寿松主编，《自动控制原理》，国防工业出版社，1994年第三版。2、高国桑主编，《自动控制原理》，华南理工大学出版社，2002年第一版
实验三：控制系统的频率特性研究 实验四：系统校正 实验五：非线性系统 本门课程实验学时 10 学时，实验项目及具体内容、要求参见本门课程实验教学大纲。 四、大纲说明 1、本课程是自动化专业的专业基础课，除 62 学时的理论教学，还安排了 10 学时的实验。 2、本课程理论性较强、内容广泛且抽象，讲述过程中应注意多举例。知识点一定要讲全，要注重灵 活应用，以适应研究生入学考试的需要。 3、每章要安排相应的练习题。 4、考试成绩占总成绩的 80％，平时成绩：10％，实验成绩：10％。 五、教材及参考书 教材： 吴怀宇主编，《自动控制原理》，华中科技大学出版社 ，2007 年第一版。 参考书： 1、胡寿松主编，《自动控制原理》， 国防工业出版社 ，1994 年第三版。 2、高国燊主编，《自动控制原理》，华南理工大学出版社 ，2002 年第一版