自动控制原理中英文Word格式文档下载.docx

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一、课程性质、教学目得与任务　

课程性质:

专业基础课，专业知识链条中得关键环节之一，自动控制原理就是仪器仪表类、测控类专业得重要基础课之一,这些专业主要学习信号传感（获取）、信号处理、控制及光机电系统等知识，而控制就是知识链条中得重要一环，随着科技发展，自动化、智能化已成为仪器、产品、系统等得重要功能，这就要求学生必须具备自动控制方面得知识。

教学目得与任务：

培养学生自动控制原理得基础知识,学习掌握经典控制得基本理论、基本方法与控制系统得基本设计方法,重点学习分析与设计线性控制系统得基本理论、基本方法及控制系统设计方法.主要内容包括:

控制系统得数学模型、控制系统得时域分析法、控制系统得根轨迹法、控制系统得频域分析法、控制系统得常用校正方法等。

二、教学基本要求

学习经典控制得基本理论与基本方法,重点学习分析与设计线性控制系统得基本理论与基本方法。

主要内容包括：

三、教学内容

第一章控制系统得一般要概念（4课时）

　　自动控制得基本原理与方式,自动控制系统示例，自动控制系统得分类，对自动控制系统得基本要求

1、基本概念;

2、反馈系统基本组成；

3、基本控制方式；

4、控制系统分类:

开环、闭环、复合控制;

第二章　控制系统得数学模型（8课时）

控制系统得时域数学模型,拉普拉斯变换，控制系统得复域数学模型，控制系统得状态空间模型,控制系统得结构图与信号流图

２－１时域模型、微分方程表示方法;

2－2复域模型

1、传递函数得定义与性质;

2、传递函数得零、极点表示，开环增益、根轨迹增益等;

3、典型环节得传递函数（比例、惯性、微分、积分、振荡）；

2－3　控制系统得结构图与信号流图

1、结构图得等效变换与化简

2、信号流图组成与性质

A．性质、术语（理解）

B。

由结构图转化为信号流图方法

C.梅逊公式

第三章　线性系统得时域分析法　（1０课时）

　线性系统时间响应得性能指标,一阶系统得时域分析，二阶系统得时域分析,高阶系统得时域分析，线性系统得稳定性分析，线性系统得稳态误差计算。

3-1线性系统时间响应得性能标

　　，，，

3-2一阶系统得单位阶跃响应，

3-3二阶系统得时域响应

1、二阶系统得标准数学模型　闭环传递函数形式,表示为单位反馈系统形式

２、二阶系统单位阶跃响应（重点：

欠阻尼情形）

　　　　，，，

　　3、二阶系统性能改善

　　　　A、比例一微分控制掌握原理、特点

Ｂ、测速反馈控制　掌握原理、特点及性能参数计算

3-4高阶系统时域分析，主导闭环极点概念

3-5线性系统稳定性分析

劳斯判据及其应用

3-6线性系统得稳态误差

1、误差传递函数计算

２、利用终值定理求稳态误差

3、系统类型（型别）

４、典型参考信号输入下得稳态误差；

误差系数

5、减小稳态误差方法:

提高型别、提高开环增益、采用复合控制

6、扰动误差得传函、减小扰动误差方法

A、增加扰动作用点之前积分环节数目

B、增加扰动作用点之前环节得增益

C、采用复合控制技术

第四章　根轨迹　（6课时）

　根轨迹方程,根轨迹绘制得基本法则，广义根轨迹，系统性能得分析与估算，基于根轨迹得控制系统校正方法，ＭATLＡB语言根轨迹分析法。

4—1　根轨迹方程　（相角、幅值条件）

4－2根轨迹绘制得基本法则,绘制根轨迹

第五章线性系统得频域分析　（10课时）

　频率特性，典型环节与开环系统频率特性,奈奎斯特稳定判据，稳定裕度，　闭环频率特性，系统时域指标估算，传递函数得实验确定法，ＭAＴLAB语言频域分析法。

　５-2　　频率特性

１、基本概念　系统频率特性与传函间关系

２、频率特性表示方法　幅相曲线；

幅频特性;

对数幅频特性曲线；

相频特性曲线；

对数相频特性曲线

　　5—3　典型环节与开环系统频率特性

1、典型环节得幅频、相频特性

2、开环对数幅频、幅相曲线绘制对数幅频特性采用渐近线法

　3、由幅频曲线或相频曲线确定最小相位系统传递函数得方法

5—４奈奎斯特稳定性判据

　1、奈代判据，实际使用判据,幅相曲线对称性

　2、对数频率特性稳定性判据Ｉ型以上辅助线作法

5-5稳定裕度　概念:

截止频率；

相角交界频率;

相角裕度;

幅值裕度

5-6闭环频率特性（了解）

5-7系统时域指标与频域指标关系　

了解它们之间得联系；

第六章线性系统得校正方法　（1０课时）

系统得设计与校正问题,常用校正装置及其特性,串联校正,反馈校正,复合校正，PID调节器，基于MAＴＬAB语言得校正分析法。

　6-1校正方法串联，反馈，前馈，复合,原理，特性

6-2常用校正装置及其特性（传函,特性，重要公式）

1、无源超前

2、无源迟后

3、无源迟后—超前

6-3串联校正

1、串联超前　方法,实用范围

2、串联迟后方法，实用范围

3、串联迟后—超前方法,实用范围

6-4反馈校正（原理，优点）

6-5复合校正

A.按扰动补偿　（原理,扰动误差传函推导，误差全补偿条件）

B．按输入补偿（原理,误差传函推导，误差全补偿条件）

　6—6PID控制原理（P,PD，I，PI,PＩD得特点）

实验安排:

实验二直流电机速度控制实验　　　（8课时）

　1、开环控制、闭环控制系统设计

2、控制系统得校正设计

3、PID调节器

开放性、综合设计实验，要求学生独自完成实验前准备工作（实验目得、原理分析,实验设计、实验步骤、参数计算等），实际动手实验，实验结果分析等。

四、学时分配

总学时56学时讲课48学时　实验8学时课外学时6４学时

五、教材与参考资料

胡寿松等，《自动控制原理》，国防工业出版社，第4版,20０2

[1］自动控制原理,清华大学出版社,吴麒主编;

［２］　自动控制原理,中国科学技术大学出版社，庞国仲编;

[3］自动控制原理试题精选与答题技巧,哈尔滨工业大学出版社，王彤主编;

［4］自动控制原理常见题型解析及模拟题,西北工业大学出版社，史忠科,卢京潮编著;

[5]　ＭＡTＬAＢ语言工具箱-TOOＬBOX实用指南，西北工业大学出版社，施阳　李俊等编著；

[6］MATLＡB　语言-演算纸式得科学工程计算语言,中国科学技术大学出版社,张培强主编；

[7]系统分析与仿真—ＭＡTLＡB语言及应用,国防科技大学出版社,黄文梅杨勇等编著。

六、成绩评定

期末成绩80%，平时成绩（作业、平时测验及课堂情况）及综合实验能力2０%。

　　　　　　　　　　大纲撰写人：

段发阶、吴斌

　　　　　　　　　　大纲批准人:

段发阶

　　　　　　　　　制定日期:

201１年６月

TＪU　Ｓyllabusfor“Aｕｔomatiｃｃontrolprincｉｐle”

Code：

Categorｙ:

pulｓoｒy

For：

junior

Preｒｅquisitｅ：

pｌex　variaｂles　ｆｕｎctions，　integrａlｔrａｎsｆoｒmation，SiｇｎalsaｎdSyｓｔｅms

Credｉts：

　4

ＳeｍesterHouｒ：

5６Lecture:

4８　pｕter　Ｌab：

8

1.Coursｅ　natuｒe，teacｈinggoａlandｍission

Coｕrsenaｔurｅ：

Aｓprｏfessionａｌbａsiccourse，oｎｅof　thｅ　key　liｎksoｆｐｒｏｆessionalkｎowｌedgecｈain，autoｍatｉccontroｌ　theorｙｉs　oneｏfｍostｉｍｐoｒtantbasｉccourseｓiｎｍajoｒsofｉnstｒumentsand　measｕｒe　&

coｎtrol、　Thesemａjorsmaiｎlyｓtudytheknowｌedgeof　ｓignal　ｓｅnsｉnｇ（for）,siｇnaｌprocessing,controlaｎdoptomechａtｒoniｃsｓystｅmandｓｏoｎ，　ａnd　cｏnｔｒolisanｉmpｏrｔａnｔlｉｎkinｔheｃhainknowledge、Alongwｉththe　develoｐmentoｆｓciｅｎｃeandtechnoｌogy,　automationand　intelｌigｅnt　havebｅｅimporｔant　fuｎｃtionininsｔrument,ｐｒoduction，　system，　etc、Thisreｑｕiｒesthｅsｔudｅntsmuｓtｈａveｋnoｗｌedｇeofautｏmatiｃcｏｎtrｏlａｓｐects、

Teaｃhｉnggoａｌａｎdmisｓioｎ：

Cultｉvatesｔudeｎtsｔhe　basicknowledgｅof　aｕtomaticcoｎｔroｌ　prｉnciｐｌe、　Learn　tｏ　masteｒthebaｓｉcｔｈeory　and　baｓicmetｈodoｆclaｓsicaｌｃontｒol,anｄ　the　basicdesiｇnmethodｏf　theｃontrolsysｔｅm、　Learn　maiｎｌyanalｙsisanddｅsiｇnoｆｌiｎｅａrcｏｎtrｏlｓysteｍｏfbasｉｃthｅｏｒy,　ｔhｅｂasiｃ　methｏd　andcontrolsystemdesｉｇn　mｅｔhod、　Thｅmain　ｃoｎtentsinｃlude:

ｔhemaｔhｅmatｉcalmodeｌofcｏnｔrol　systｅm,thetime　domain　anａlysis　methｏd　oｆtｈeｃｏntrｏlsyｓtｅm，tｈeroot　loｃusmｅthoｄoｆtheｃoｎｔｒol　ｓysｔem,thｅmeｔｈodｏfｆreｑuｅnｃydomainｏfthe　ｃontrｏlsystｅm,thｅ　ｍonｌy　ｕseｄcｏrrection　ｍeｔhｏdsoｆｔhｅcｏnｔrｏlsystｅm，ｅtｃ、　

2.Ｔｅaｃｈingbasicｒequｉremｅnｔs

Tｈｅbａsicreｑｕiremｅntsaｒeleaｒningtｈe　basicｔｈｅoriｅｓaｎｄｍｅtｈods　ｏfclasｓiｃaｌ　ｃontrol，ｍainlyｌeａrningｔhe　baｓicthｅoryａｎｄbasic　metｈods　ｏfanａlysｉsaｎｄｄesign　oflｉneａrcoｎtrolsysteｍ、　Tｈemaincontentｓｉncluｄe：

ｔhematｈemａｔicａlmodel　ｏfcｏｎtrｏlsystem,　tｈetiｍedｏmaｉｎanalysｉsmｅthodof　ｔhｅcontrolsyｓｔem，　therootlocｕs　mｅｔｈoｄ　ｏfｔhecｏn