控制工程基础A教学大纲 (Basic of Control Engineering) 课程基本情况 课程编号：07110450 课程总学时：40 (其中，讲课32，实验8一，上机0_，实 可 0 课程学分： 2.5 课程分类： 必修 开课学期： 秋 开课单位： 学院 机电工程 教研室 适用专业：测控、机械、车辆 所需先修课：高等数学、积分变换、电工电子学、理论力学、机械原理 课程负责人：谭彧 二、 课程内容简介（中英文对照》 (包括课程性质、任务、主要内容、重点及深度等，字数约300-500字) 本课程不仅是一门技术基础课，而且是一门极其重要的极其有价值的科学理论。它是以 机械工程中有关系统动力学为研究对象，运用信息传输、处理与反馈进行控制这一正确的思 维方法与观点，在基础课和专业课之间架起了一道桥梁。 本课程授课内容为：1积分变换：介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性 质：2自动控制理论的基本概念及传递函数：介绍控制系统的基本要求，传递函数，典型实例 的传递函数：3时间响应分析：介绍一、二阶系统在典型输入信号下的输出响应及其性能评价 指标，稳态误差的计算：4频率特性分析：介绍典型环节的Nyquist和Bode及其应用：5系统 的稳定性：介绍Routh和Nyquist稳定判据，系统的相对稳定裕度：6系统的性能分析与校 正：介绍系统的各种校正方法。 This course is not only a technological basic course,but also an extremely important valuable scientific theory.It regards relevant systematic dyna uses the information transmission,deals with and feedbacks and controls this correct thinking method and view,have erected a bridge between basic course and specialized course. The content is to give lessons in this course:I integral transformations:Introduce varying inverse transformation and nature of the LapLace related to a ourse,2 Basic conception of autom atic conro theories and transmission function:Introduce the basic demand of the control system,transmit function,the transmission function of the typical instance;3 time responds and analyses:Recommend one,two steps of systems to output respond and performance evaluation index,under the typical input signal,calculation of the stable state the typical loop:5The stabilities of systems:Recommend Routh and Nyquist to stabilize the criterion relatively stable abundant degree of the system;6 Analysis of performance and correcting of systems: Recommend various kinds of the system to correct the method. 三、各部分教学纲要（无实验、实习的课程，不写以下第2部分：纯实验、实习课程，不写以下第1部 分) 1、课堂讲授部分教学内容要点、基本要求及学时数等： 准备知识：积分变换 2学时
控制工程基础A教学大纲 （Basic of Control Engineering） 一、 课程基本情况 课程编号：07110450 课程总学时： 40 (其中，讲课 32 ，实验 8 ，上机 0 ，实 习 0 课程学分： 2.5 课程分类： 必修 开课学期： 秋 开课单位： 工 学院 机电工程 系 教研室 适用专业：测控、机械、车辆 所需先修课：高等数学、积分变换、电工电子学、理论力学、机械原理 课程负责人：谭彧 二、 课程内容简介（中英文对照） （包括课程性质、任务、主要内容、重点及深度等，字数约300-500字） 本课程不仅是一门技术基础课，而且是一门极其重要的极其有价值的科学理论。它是以 机械工程中有关系统动力学为研究对象，运用信息传输、处理与反馈进行控制这一正确的思 维方法与观点，在基础课和专业课之间架起了一道桥梁。 本课程授课内容为：1积分变换：介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性 质；2自动控制理论的基本概念及传递函数：介绍控制系统的基本要求，传递函数，典型实例 的传递函数；3时间响应分析：介绍一、二阶系统在典型输入信号下的输出响应及其性能评价 指标，稳态误差的计算；4频率特性分析：介绍典型环节的Nyquist和Bode及其应用；5系统 的稳定性：介绍Routh和Nyquist稳定判据，系统的相对稳定裕度；6系统的性能分析与校 正：介绍系统的各种校正方法。 This course is not only a technological basic course, but also an extremely important & valuable scientific theory. It regards relevant systematic dynamics in mechanical engineering as the research object, uses the information transmission, deals with and feedbacks and controls this correct thinking method and view , have erected a bridge between basic course and specialized course. The content is to give lessons in this course: 1 integral transformations: Introduce varying ,inverse transformation and nature of the LapLace related to a course , 2 Basic conception of automatic control theories and transmission function: Introduce the basic demand of the control system, transmit function , the transmission function of the typical instance ; 3 time responds and analyses: Recommend one , two steps of systems to output respond and performance evaluation index, under the typical input signal, calculation of the stable state error; 4 frequency characteristics are analysed: Introduce Nyquist , Bode and application of the typical loop ; 5 The stabilities of systems: Recommend Routh and Nyquist to stabilize the criterion , relatively stable abundant degree of the system; 6 Analysis of performance and correcting of systems: Recommend various kinds of the system to correct the method . 三、各部分教学纲要(无实验、实习的课程，不写以下第2部分；纯实验、实习课程，不写以下第1部 分) 1、课堂讲授部分教学内容要点、基本要求及学时数等； 准备知识：积分变换 2学时
介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性质。 第一章绪论 2学时 自动控制系统的基本原理、自动控制的基本方式、控制系统性能的基本要求、自动控制系 统的类型。 第二章 系统的数学模型 6学时 数学模型的基本概念、控制系统的传递函数、典型环节的物理系统传递函数推导、方框图 及其等效变换。 第三章 时间响应分析 6学时 线性定常一阶系统、二阶系统在不同输入信号下的动态响应、响应曲线以及动态性能指 标，稳态误差的计算。 第四章 频率特性分析 4学时 频率特性定义及频率响应的求取，典型环节及系统频率特性的极坐标图(Nyquist图)，典 型环节频率特性的对数坐标图(Bod图)的作法，根据系统开环频率特性分析闭环系统的动态性 能。 第五章 系统的稳定性 6学时 系统稳定的概念，Routh(劳斯)稳定判据，Nyquist(乃奎斯特)稳定判据，系统的相对稳定判 第六章 系统的性能指标与校正 6学时 系统的串联校正（包括相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后一超前校正）、PID校正、反馈 校正及顺馈校正。 2、实验、实习部分教学内容与要求：各实验名称、实验类型（演示、验证、综合、设计）、学时 数、内容提要、实验室是否开放：实习内容要点、实习天数、实习报告的撰写要求等。 1系统的时间响应分析(2学时)实验类型：验证 目的：学习构成系统的模拟电路，学习系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，得到相应的时间响应： 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 2系统频率响应分析(2学时) 实验类型：验证 目的：加深了解系统及元件频率特性的物理概念。掌握系统及元件频率特性的测量方法 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 3线性系统稳定性分析(2学时)实验类型：验证 目的：检验系统的稳定性与系统本身结构参数的关系。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行稳定性分析。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 4连续系统串联校正(2学时)实验类型：验证
介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性质。 第一章 绪论 2学时 自动控制系统的基本原理、自动控制的基本方式、控制系统性能的基本要求、自动控制系 统的类型。 第二章 系统的数学模型 6学时 数学模型的基本概念、控制系统的传递函数、典型环节的物理系统传递函数推导、方框图 及其等效变换。 第三章 时间响应分析 6学时 线性定常一阶系统、二阶系统在不同输入信号下的动态响应、响应曲线以及动态性能指 标，稳态误差的计算。 第四章 频率特性分析 4学时 频率特性定义及频率响应的求取，典型环节及系统频率特性的极坐标图（Nyquist图），典 型环节频率特性的对数坐标图（Bode图）的作法，根据系统开环频率特性分析闭环系统的动态性 能。 第五章 系统的稳定性 6学时 系统稳定的概念，Routh（劳斯）稳定判据，Nyquist（乃奎斯特）稳定判据，系统的相对稳定判 据。 第六章 系统的性能指标与校正 6学时 系统的串联校正（包括相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后—超前校正）、PID校正、反馈 校正及顺馈校正。 2、实验、实习部分教学内容与要求：各实验名称、实验类型（演示、验证、综合、设计）、学时 数、内容提要、实验室是否开放；实习内容要点、实习天数、实习报告的撰写要求等。 1系统的时间响应分析（2学时） 实验类型：验证 目的：学习构成系统的模拟电路，学习系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，得到相应的时间响应。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 2系统频率响应分析（2学时） 实验类型：验证 目的：加深了解系统及元件频率特性的物理概念。掌握系统及元件频率特性的测量方法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 3线性系统稳定性分析（2学时） 实验类型：验证 目的：检验系统的稳定性与系统本身结构参数的关系。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行稳定性分析。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 4连续系统串联校正（2学时） 实验类型：验证
目的：观察串联超前、滞后、滞后超前校正对改善系统性能的作用，学习串联校正的基本设计方 法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对校正前和校正后的系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人一个实验台，每个同学都要亲自动手，每人写1份研究报 告。 四、使用教材名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称 教材： 《机械工程控制基础》主编：杨淑子，出版社：机械工业出版社 主要参考书： 《自动控制原理》主编：姜泓，出版社：机械工业出版社 《自动控制理论》主编：夏德铃，出版社：机械工业出版社 《自动控制原理》主编：胡寿松，出版社：国防工业出版社 《自动控制原理》主编：魏泽国等，出版社：煤炭工业出版社 执笔人：谭 彧 审定人：王书茂 2009年11月30日制定（修订） 控制工程基础B教学大纲 (Basic of Control Engineering) 课程基本情况 课程编号：07110450 课程总学时：32 (其中，讲课26一，实验6一，上机0，实习0 课程学分：2 课程分类： 选修 开课学期： 秋 开课单位： 学院 机电工程 教研室 适用专业：测控、机械、车辆 所需先修课：高等数学、积分变换、电工电子学、理论力学、机械原理 课程负责人：谭彧 课程内容简介（中英文对照） (包括课程性质、任务、主要内容、重点及深度等，字数约300-500字) 本课程不仅是一门技术基础课，而且是一门极其重要的极其有价值的科学理论。它是以 机械工程中有关系统动力学为研究对象，运用信息传输、处理与反馈进行控制这一正确的思 维方法与观点，在基础课和专业课之间架起了一道桥梁。 本课程授课内容为：1积分变换：介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性 质：2自动控制理论的基本概念及传递函数：介绍控制系统的基本要求，传递函数，典型实例 的传递函数：3时间响应分析：介绍一、二阶系统在典型输入信号下的输出响应及其性能评价
目的：观察串联超前、滞后、滞后超前校正对改善系统性能的作用，学习串联校正的基本设计方 法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对校正前和校正后的系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人一个实验台,每个同学都要亲自动手,每人写1份研究报 告。 四、使用教材名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称 教 材： 《机械工程控制基础 》主编：杨淑子，出版社：机械工业出版社 主要参考书： 《自动控制原理》主编：姜泓，出版社：机械工业出版社 《自动控制理论》主编：夏德铃，出版社：机械工业出版社 《自动控制原理》主编：胡寿松，出版社：国防工业出版社 《自动控制原理》主编：魏泽国等，出版社：煤炭工业出版社 执笔人：谭 彧 审定人：王书茂 2009年 11月 30 日制定（修订） 控制工程基础B教学大纲 （Basic of Control Engineering） 一、 课程基本情况 课程编号：07110450 课程总学时： 32 (其中，讲课 26 ，实验 6 ，上机 0 ，实习 0 ) 课程学分：2 课程分类： 选修 开课学期： 秋 开课单位： 工 学院 机电工程 系 教研室 适用专业：测控、机械、车辆 所需先修课：高等数学、积分变换、电工电子学、理论力学、机械原理 课程负责人：谭彧 二、 课程内容简介（中英文对照） （包括课程性质、任务、主要内容、重点及深度等，字数约300-500字） 本课程不仅是一门技术基础课，而且是一门极其重要的极其有价值的科学理论。它是以 机械工程中有关系统动力学为研究对象，运用信息传输、处理与反馈进行控制这一正确的思 维方法与观点，在基础课和专业课之间架起了一道桥梁。 本课程授课内容为：1积分变换：介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性 质；2自动控制理论的基本概念及传递函数：介绍控制系统的基本要求，传递函数，典型实例 的传递函数；3时间响应分析：介绍一、二阶系统在典型输入信号下的输出响应及其性能评价
指标，稳态误差的计算：4频率特性分析：介绍典型环节的Nyquisti和Bode及其应用：5系统 的稳定性：介绍Routh和Nyquisti稳定判据，系统的相对稳定裕度：6系统的性能分析与校 正：介绍系统的典型校正方法。 This course is not only a technological basic course,but also an extremely important valuable scientific theory.It regards relevant systematic dynamics in mechanical engineering as the research object,uses the information transmission,deals with and feedbacks and controls this correct thinking method and view.have erected a bridge between basic course and specialized course. The content is to give lessons in this course:1 integral transformations: Introduce varying,inverse transformation and nature of the LapLace related to a course,2 Basic conception of automatic control theories and transmission function:Introduce the basic demand of the control system,transmit function,the transmission function of the typical instance 3 time responds and analyses:Recommend one, two steps of systems to output respond and performance evaluation index, under the typical input signal,calculation of the stable state error;4 frequency characteristics are analysed:Introduce Nyquist,Bode and application of the typical loop 5 The stabilities of systems:Recommend Routh and Nyquist to stabilize the criterion,relatively stable abundant degree of the system:6 Analysis of performance and correcting of systems:Recommend various kinds of the system to correct the method. 三、各部分教学纲要（无实验、实习的课程，不写以下第2部分：纯实验、实习课程，不写以下第1部 分) 1、课堂讲授部分教学内容要点、基本要求及学时数等： 准备知识：积分变换 1学时 介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性质。 第一章绪论 2学时 自动控制系统的基本原理、自动控制的基本方式、控制系统性能的基本要求、自动控制系 统的类型。 第二章 系统的数学模型 4学时 数学模型的基本概念、控制系统的传递函数、典型环节的物理系统传递函数推导、方框图 及其等效变换。 第三章 时间响应分析 6学时 线性定常一阶系统、二阶系统在不同输入信号下的动态响应、响应曲线以及动态性能指 标，稳态误差的计算。 第四章 频率特性分析 4学时 频率特性定义及频率响应的求取，典型环节及系统频率特性的极坐标图(Nyquist图)，典 型环节频率特性的对数坐标图(Bod图)的作法，根据系统开环频率特性分析闭环系统的动态性 能。 第五章 系统的稳定性 5学时
指标，稳态误差的计算；4频率特性分析：介绍典型环节的Nyquist和Bode及其应用；5系统 的稳定性：介绍Routh和Nyquist稳定判据，系统的相对稳定裕度；6系统的性能分析与校 正：介绍系统的典型校正方法。 This course is not only a technological basic course, but also an extremely important & valuable scientific theory. It regards relevant systematic dynamics in mechanical engineering as the research object, uses the information transmission, deals with and feedbacks and controls this correct thinking method and view , have erected a bridge between basic course and specialized course. The content is to give lessons in this course: 1 integral transformations: Introduce varying ,inverse transformation and nature of the LapLace related to a course , 2 Basic conception of automatic control theories and transmission function: Introduce the basic demand of the control system, transmit function , the transmission function of the typical instance ; 3 time responds and analyses: Recommend one , two steps of systems to output respond and performance evaluation index, under the typical input signal, calculation of the stable state error; 4 frequency characteristics are analysed: Introduce Nyquist , Bode and application of the typical loop ; 5 The stabilities of systems: Recommend Routh and Nyquist to stabilize the criterion , relatively stable abundant degree of the system; 6 Analysis of performance and correcting of systems: Recommend various kinds of the system to correct the method. 三、各部分教学纲要(无实验、实习的课程，不写以下第2部分；纯实验、实习课程，不写以下第1部 分) 1、课堂讲授部分教学内容要点、基本要求及学时数等； 准备知识：积分变换 1学时 介绍与本课程有关的拉普拉斯变换、逆变换及其性质。 第一章 绪论 2学时 自动控制系统的基本原理、自动控制的基本方式、控制系统性能的基本要求、自动控制系 统的类型。 第二章 系统的数学模型 4学时 数学模型的基本概念、控制系统的传递函数、典型环节的物理系统传递函数推导、方框图 及其等效变换。 第三章 时间响应分析 6学时 线性定常一阶系统、二阶系统在不同输入信号下的动态响应、响应曲线以及动态性能指 标，稳态误差的计算。 第四章 频率特性分析 4学时 频率特性定义及频率响应的求取，典型环节及系统频率特性的极坐标图（Nyquist图），典 型环节频率特性的对数坐标图（Bode图）的作法，根据系统开环频率特性分析闭环系统的动态性 能。 第五章 系统的稳定性 5学时
系统稳定的概念，Routh(劳斯)稳定判据，Nyquist(乃奎斯特)稳定判据，系统的相对稳定判 据。 第六章 系统的性能指标与校正 4学时 系统的串联校正（包括相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后一超前校正）、PID校正、反馈 校正及顺馈校正。 2、实验、实习部分教学内容与要求：各实验名称、实验类型（演示、验证、综合、设计）、学时 数、内容提要、实验室是否开放；实习内容要点、实习天数、实习报告的撰写要求等。 1系统的时间响应分析(2学时) 实验类型：验证 目的：学习构成系统的模拟电路，学习系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，得到相应的时间响应。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 2系统频率响应分析(2学时) 实验类型：验证 目的：加深了解系统及元件频率特性的物理概念。掌握系统及元件频率特性的测量方法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 3连续系统串联校正(2学时) 实验类型：验证 目的：观察串联超前、滞后、滞后超前校正对改善系统性能的作用，学习串联校正的基本设计方 法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对校正前和校正后的系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分个小组，每2人一个实验台，每个同学都要亲自动手，每人写1份研究报 告。 四、使用教材名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称 教材： 《机械工程控制基础》主编：杨淑子，出版社：机械工业出版社 主要参考书： 《自动控制原理》主编：姜泓，出版社：机械工业出版社 《自动控制理论》主编：夏德铃，出版社：机械工业出版社 《自动控制原理》主编：胡寿松，出版社：国防工业出版社 《自动控制原理》主编：魏泽国等，出版社：煤炭工业出版社
系统稳定的概念，Routh（劳斯）稳定判据，Nyquist（乃奎斯特）稳定判据，系统的相对稳定判 据。 第六章 系统的性能指标与校正 4学时 系统的串联校正（包括相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后—超前校正）、PID校正、反馈 校正及顺馈校正。 2、实验、实习部分教学内容与要求：各实验名称、实验类型（演示、验证、综合、设计）、学时 数、内容提要、实验室是否开放；实习内容要点、实习天数、实习报告的撰写要求等。 1系统的时间响应分析（2学时） 实验类型：验证 目的：学习构成系统的模拟电路，学习系统阶跃响应的测量方法，并学会由阶跃响应曲线计算典型 环节的传递函数。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，得到相应的时间响应。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 2系统频率响应分析（2学时） 实验类型：验证 目的：加深了解系统及元件频率特性的物理概念。掌握系统及元件频率特性的测量方法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人或4人一个实验台。每个同学都要亲自动手。每人写1份 研究报告。 3连续系统串联校正（2学时） 实验类型：验证 目的：观察串联超前、滞后、滞后超前校正对改善系统性能的作用，学习串联校正的基本设计方 法。 内容：组建系统的模拟电路，对该系统进行测量，对校正前和校正后的系统进行频率分析。 要求：依据实验台数全班分n个小组，每2人一个实验台,每个同学都要亲自动手,每人写1份研究报 告。 四、使用教材名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称 教 材： 《机械工程控制基础 》主编：杨淑子，出版社：机械工业出版社 主要参考书： 《自动控制原理》主编：姜泓，出版社：机械工业出版社 《自动控制理论》主编：夏德铃，出版社：机械工业出版社 《自动控制原理》主编：胡寿松，出版社：国防工业出版社 《自动控制原理》主编：魏泽国等，出版社：煤炭工业出版社