《 自动控制原理 》课程标准概要.docx
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《自动控制原理》课程标准概要
《自动控制原理》课程标准
课程性质B
课程代码_020014
适用专业机电一体化
理论课时50
实践课时6
总课时56
课程学分3
考核形式考查
编写时间2010/5/14
机电工程系（部）电子教研室编
一、课程性质与定位
随着生产的发展和科学技术的进步，自动控制技术已广泛地应用于工农业生产，交通运输和国防等各个领域，并成为当今最受重视的高技术之一。
本课程正是基于当今高新技术的发展和高职高专教育发展特点而设置的。
是电气应用、机电及相关专业必修的核心课程。
二、课程教学目标与任务
1、掌握教学内容所规定的基本概念、定义和原理。
2、掌握教学内容所规定的基本电路的分析方法。
3、掌握自控系统比较计算环节、测量环节、执行环节、受控对象等环节的构成原理、工作原理及其分析方法。
4、具有解决自动控制系统原理图的基本能力。
5、具有学习自动控制系统理论的能力。
三、先修及后续课程
高等数学、电工技术基础、传感器级检测技术、计算机应用基础等。
在这些课程中应该注意讲授：
电路的分析与计算；零输入和零状态响应的求法；拉氏变换；常用传感器及其检测原理。
四、教学内容与要求
第1章自动控制系统的基本概念
本章教学目的要求：
了解自动控制系统的基本概念；
掌握自动控制系统的工作原理
本章教学重点：
自动控制系统的基本概念
本章教学难点：
自动控制系统的工作原理分析
1．1自动控制及自动控制理论的发展简述
1．2自动控制的基本原理与方式
1．3自动控制系统的分类
1．4对自动控制系统的基本要求
第2章自动控制系统的数学描述方法
本章教学目的要求：
掌握自动控制系统的数学描述方法；
本章教学重点：
自动控制系统数学模型的建立
本章教学难点：
自动控制系统数学模型的建立方法
2．1控制系统的微分方程
2．2传递函数
2．3动态结构图与梅森公式
2．4控制系统的几种常用传递函数
2．5数学模型的MATLAB变换
第3章控制系统的时域分析法
本章教学目的要求：
会分析自动控制系统的数学模型
本章教学重点：
自动控制系统的分析方法—时域分析方法
本章教学难点：
时域分析法的运用
3．1典型输入信号和时域性能指标
3．2一阶系统的时域分析
3．3二阶系统的时域分析
3．4控制系统的稳定性分析
3．5控制系统的稳态误差分析
3．6MATLAB在时域分析中的应用
第4章控制系统的根轨迹分析法
本章教学目的要求：
会分析自动控制系统的数学模型
本章教学重点：
自动控制系统的分析方法—根轨迹分析方法
本章教学难点：
根轨迹分析法的运用
4．1根轨迹的概念与根轨迹方程
4．2绘制根轨迹的基本规则和方法
4．3用根轨迹分析控制系统
4．4根轨迹的改造
4．5用MATLAB软件绘制和分析根轨迹图
第5章控制系统的频域分析法
本章教学目的要求：
会分析自动控制系统的数学模型
本章教学重点：
自动控制系统的分析方法—频域分析方法
本章教学难点：
频域分析法的运用
5．1频率特性的基本概念
5．2典型环节的频率特性
5．3系统的开环频率特性
5．4频域法分析闭环系统的稳定性
5．5用开环频率特性分析系统的性能
5．6MATLAB在频域分析巾的应用
第6章控制系统的校正
本章教学目的要求：
掌握自动控制系统的校正方式
本章教学重点：
自动控制系统的校正方式
本章教学难点：
常用校正方法的运用
6．1系统校正概述
6．2串联超前校正
6．3串联滞后校正
6．4串联滞后一超前校正
6．5串联校正的期望特性法
6．6PID校正装置及PID串联校正
6．7反馈校正
6．8MATLAB用于系统校正设计
五、实践环节与要求
实验3个，共6学时
实验一典型环节的模拟
实验目的：
掌握各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。
实验内容：
1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法
2、熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线
3、了解参数变化对典型环节动态特性的影响
实验二典型系统的频率响应分析
实验目的：
掌握典型系统频率特性曲线的绘制；
实验内容：
1、掌握用实验方法绘制波特图
2、掌握由波特图来确定系统的传递函数及系统性能的方法
实验三线性系统稳定性的研究（2学时）
实验目的：
掌握通过实验研究线性系统的开环比例系数对稳定性的影响，研究线性系统的时间常数对稳定性的影响。
实验内容：
1、通过对控制系统有关参数和环节等的调整，了解其对控制系统稳定性的作用。
2.、了解系统开环增益对系统稳定性的影响。
六、学时分配
序号
内容
学时分配
理论教学
实验教学
小计
1
自动控制的一般概念
4
4
2
控制系统的数学模型
12
2
14
3
时域分析法
10
2
12
4
根轨迹法
8
8
5
频率法
10
2
12
6
控制系统的校正
2
2
总计学时
46
6
52
七、教材选用与参考书推荐
选用教材：
高等专科教育规划教材
《自动控制原理》陈铁牛主编机械工业出版社2009年版
参考教材：
1、自动控制系统及应用，肖安崑主编，清华大学出版社；
2、自动控制原理，胡寿松主编，科学出版社；
3、自动控制原理与系统，孔凡才主编，机械工业出版社；
4、MATLAB/Simulink与控制系统仿真，王正林主编，电子工业出版社
八、考核纲要
第1章自动控制系统的基本概念
考核知识点:
1、自动控制系统的基本概念；
2、自动控制系统的工作原理
第2章自动控制系统的数学描述方法
考核知识点:
1、自动控制系统的数学描述方法；
2、自动控制系统的传递函数求取
3、动态结构图与梅森公式的应用
第3章控制系统的时域分析法
考核知识点:
1、自动控制系统的分析方法—时域分析方法；
2、代数稳定判据的应用
第4章控制系统的根轨迹分析法
考核知识点:
1、根轨迹方程的建立
2、根轨迹分析法的运用
3、用根轨迹分析控制系统
4、根轨迹的改造方法
第5章控制系统的频域分析法
考核知识点:
1、频率特性的几种表达方式
2、频率特性的两种图示方法
3、系统的开环频率特性画法
4、频域法分析闭环系统的稳定性
5、用开环频率特性分析系统的性能
第6章控制系统的校正
考核知识点:
1、系统校正概述
2、几种校正方式
九、课程教学评价
1、考核形式
按照教学计划安排，考核方式为考试；布置作业10-12次，以课外作业形式为主
2、成绩构成
成绩=（出勤与纪律考核×20%）+（平时成绩）×20%+期末考试成绩×60%
成绩分布：
100~90优秀；89~80良好；79~70中等；69~60及格；59以下为不及格。
十、制修订情况说明
根据专业教学计划规定的学时的对专业基础课的要求以及当前控制技术的发展现状确定：
1、保证基础（概念，方法，规律），注重对学员分析、计算、实验能力的培养。
2、精选内容，以经典线性控制系统理论为主，以时域、频率分析为主。
3、采用定性分析、定量估算、实验研究的一般方法，并提供计算机分析控制系统的基本手段。
必须够用的前提下，适当保持学科的系统性，又注意理论联系实际以实际应用为目的。
十一、其他说明
1﹑本课程最好安排在第三学期之后进行。
2﹑本课程的教学环境最好为多媒体、计算机辅助教学和黑板相结
合方式。
十二、课程标准审核流程表
执笔人
教研室
系（部）
教务处
签字：
年月日
主任：
年月日
主任：
年月日
处长：
年月日
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