自动控制原理教学大纲

自动控制原理教学大纲

课程编号：0701101

自动控制原理总学时：104

The Principles of Automatic Control 总学分：6 课程性质：专业技术基础课程

开设学期学时分配：第5学期

适用专业及层次：自动化、测控技术及仪器等工科类大学本科

先行、后继课程情况：先行课：工程数学１、２，电工、电子技术基础等

后继课：过程控制工程，运动控制系统等

推荐参考书：

1．《现代控制工程》绪方胜彦著（卢伯英佟明安罗维铭译）科学出版社

2．《自动控制原理与系统》上、下册清华大学吴麒等国防工业出版社

3.《自动控制原理》孙德宝主编化学工业出版社

4．《自动控制原理》天津大学李光泉主编机械工业出版社

5．《自动控制理论》侯夔龙主编西安交通大学出版社

6．《现代控制工程》第三版 [美] Katsuhiko Ogata 著

卢伯英于海勋等译电子工业出版

一、课程目的及要求：

本课程是自动化专业及其相关专业的一门主要技术基础课，是与后续专业课紧密相关的一门理论性较强的课程。重点在于学习反馈控制系统的基本理论及基本方法，掌握控制系统的分析，设计方法和技能，并能在后续专业课中应用其理论及方法进行分析和设计控制系统的任务。

本课程重点是线性、连续系统的基本理论，以掌握时域法、根轨迹法和频域法三大经典方法为基本要求。又本着适当扩充现代控制理论的思想，要求掌握状态空间分析法的基本方法和简单应用。对于非线性系统和离散时间系统的分析方法有一定程度的了解。

本课程教学学时数为90学时。

二、课程内容及学时分配：

第一章概述（3学时）介绍本课程研究的课题及方法，明确本课程的目的，介绍自动控制系统的基本原理与方式，控制系统的组成及系统的分类。

1．本课程研究课题及方法

1）自动控制系统的概念及在国民经济中的作用

2）研究对象及课题

3）自动控制理论的发展概况，经典理论与现代理论及其关系

4）课程的内容及特点

2．控制系统简介

1）控制系统的基本组成

2）控制系统的常用术语

3）自动控制系统示例

4）自动控制系统的分类

5）对自动控制系统的基本要求

第二章控制系统的数学模型（10 学时）介绍数学模型的概念，数学模型在分析、研究系统中的重要性，讲解常用的建模方法。1．系统的静态和动态特性

静态、动态特性的概念，动态特性在系统分析研究的作用以及数学描述

2．控制系统的时域数学模型

1）控制系统微分方程的建立

2）非线性微分方程的线性化

3．控制系统的复域数学模型

1）传递函数的定义和性质

2）典型环节及其传递函数

3．控制系统的结构图与信号流图

1）系统结构图的组成和绘制

2）结构图的等效变换和简化

3）信号流图的组成及性质

4）梅逊增益公式

4．动态特性的实验测定法

1）测试原理及方法

2）实验结果的数据处理

第三章线性系统的时域分析法（12 学时）本章着重讨论标准二阶系统的阶跃响应，明确系统的特征参数与性能指标的关系。通过对系统阶跃响应的分析，明确系统稳定的充要条件，掌握时域判稳方法。

1．系统时间响应的性能指标

1）典型输入信号

2）动态过程与稳态过程

3）动态性能与稳态性能

2．一阶系统的时域分析

3．二阶系统的时域分析

1）二阶系统数学模型的标准形式

2）二阶系统的瞬态响应和稳态响应

3）系统参数与特征根及瞬态响应的关系

4．高阶系统的时域分析

1）高阶系统的单位阶跃响应

2）闭环主导极点

5．线性系统的稳定性分析

1）系统稳定的充分必要条件

2）劳斯—赫尔维茨稳定判据

6．线性系统的稳态误差计算

1）误差与稳态误差

2）系统类型与静态误差系数

第四章线性系统的根轨迹法（7 学时）着重讨论根轨迹图的绘制，明确闭环传递函数极点与瞬态响应的关系，了解改变开环增益，增加开环传递函数零、极点对系统质量的影响。

1．根轨迹法的基本概念

1）闭环零、极点与开环零、极点之间的关系

2）根轨迹方程

2．根轨迹绘制的基本法则

3．广义根轨迹

1）参数根轨迹

2）零度根轨迹

4．系统性能的分析

第五章线性系统的频域分析法（15 学时）明确频率特性的基本概念，幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线的绘制方法，熟练掌握典型环节的频率特性，掌握奈魁斯特稳定判据，稳定裕度的概念和计算。

1．频率特性

1）频率特性的基本概念

2）频率特性的几何表示法

2．开环系统的典型环节分解和开环系统频率特性曲线的绘制

1）典型环节的频率特性

2）开环幅相频率特性曲线的绘制

3）开环对数频率特性曲线的绘制

3．奈魁斯特稳定判据

4．稳定裕度

1）相角裕度

2）幅值裕度

5．闭环系统的频域性能指标

第六章线性系统的校正方法（6 学时）掌握控制系统的基本控制规律，校正的基本方式，常用校正装置的特性。

1．系统的设计与校正问题

1）性能指标

2）校正方式

3）基本控制规律

2．常用校正装置及其特性

1）无源校正装置

2）有源校正装置

3．串联校正

1）串联超前校正

2）串联滞后校正

3）串联滞后—超前校正

4．反馈校正

第七章线性离散系统的分析与校正（10 学时）掌握连续系统的离散化方法，采样控制系统的基本原理，采样过程和采样定理及其数学描述。

1．离散系统的基本概念

1）采样控制系统

2）数字控制系统

2．信号的采样与保持

1）采样过程及其数学描述

2）香农采样定理

3）采样周期的选取

4）信号保持

3． Z变换理论

4．离散系统的数学模型

1）描述离散控制系统的线性差分方程

2）脉冲传递函数

5．离散系统的稳定性与稳态误差

1）离散系统稳定的充分必要条件

2）离散系统的稳定性判据

3）离散系统的稳态误差

6．离散系统的动态性能分析

第八章非线性控制系统分析（10 学时）掌握描述函数的计算及分析系统稳定性的方法，以及相平面分析方法

1．非线性控制系统概述

1）非线性控制系统的特点

2）非线性控制系统的分析方法

2．常见非线性特性及其对系统运动的影响

3．相平面法

1）相平面的基本概念

2）相轨迹绘制的等倾线法

3）线性系统的相平面分析

4）非线性系统的相平面分析

4．描述函数法

1）描述函数的基本概念

2）典型非线性特性的描述函数

3）非线性系统稳定性分析的描述函数法

第九章线性系统的状态空间分析与综合（17 学时）重点掌握线性系统的状态空间描述和求解，线性系统的可控性与可观测性及状态反馈与状态观测器。

1．线性系统的状态空间描述

2．线性系统的可控性与可观测性

3．线性定常系统的状态反馈与状态观测器

自动控制原理教学大纲-2017版

《自动控制原理》课程教学大纲 课程代码：060131003 课程英文名称：Automatic Control Principle 课程总学时：64 讲课：56 实验：8 上机：0 适用专业：自动化专业 大纲编写（修订）时间：2017.11 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 自动控制原理是高等工业学校自动化专业开设的一门培养学生自动控制系统分析设计能力的主干技术基础课，主要讲授自动控制系统基本知识、基本理论和基本方法，在自动化专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，还通过实验学时，来培养学生的设计思维和设计能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握自动控制系统的分析原理、设计方法和系统稳定性的一般规律 2．具有设计闭环控制系统的初步能力； 3．了解典型控制系统的实验方法，获得实验技能的基本训练； （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握控制系统的一般知识，控制系统的主要类型、性能、结构特点、应用等。 2.基本理论和方法：掌握控制系统设计的基本原则，系统稳定的工作原理、简化的物理模型与数学模型、时域分析、根轨迹分析、频域分析、系统校正、非线性分析等。 3.基本技能:掌握设计计算、结构设计，实验技能等。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3．计算机辅助学习：提醒学生使用matlab软件，要求学生使用VB编写程序来完成某些计算和绘制。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有高等数学、信号变换等。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节（如：系统校正、非线性计算等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握典型系统的频率特

《自动控制原理》专科课程标准

《自动控制原理》课程标准 一、课程概述 （一）课程性质地位 自动控制原理是空间工程类、机械控制类、信息系统类等相关专业学历教育合训学员的大类技术基础课程。由于自动控制原理在信息化武器装备中得到了广泛的应用，因此，将本课程设置为大类技术基础课，对培养懂技术的指挥人才有着十分重要的作用。本课程所覆盖的知识面较宽，既有较深入的理论基础知识，也有较广泛的专业背景知识，因而，它在学员知识结构方面将起到加强理论深度和拓展知识广度的积极作用。 （二）课程基本理念 为了贯彻素质教育和创新教育的思想，本课程将在注重自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法的基础上，适当引入自动控制发展中的、学员能够理解的新概念和新方法；贯彻理论联系实际的原则，科学取舍各种主要理论、方法的比例，正确处理好理论与案例的关系，以适应为部队培养应用复合型人才的需要；适当引入和利用Matlab工具来辅助自动控制原理中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果；本课程应该既使学员掌握必要的基础理论知识，并了解它们对实际问题的指导作用，又要促进学员养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯。 （三）课程设计思路 本课程主要介绍自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法。课程采用“一纵三横”的设计思路，具体来说，“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的建模、分析及设计方法这条主线；“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是设计的归宿。在课程讲授中，贯彻少而精的原则，即对重点、难点讲深讲透；注意理论联系专业实际，例子贴近生活，注重揭示抽象概念的物理意义；注意传统教法与现代教法的有机结合，充分运用各种教学手段，特别注重发挥课程教学网站的作用。在课程学习中，注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法。 二、课程目标 （一）知识与技能 通过本课程的学习，使学员掌握自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法，重点培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的思维方式和初步能力，并为学习后续相关专业课程，以及进一步学习和应用自动控制方面的新知识、新技术打下必要基础。 （二）过程与方法 通过本课程的学习，使学员掌握自动控制系统分析与设计的一般过程与基本方法。 （三）情感态度与价值观 通过本课程的学习，使学员在五个方面得到磨练与培养。 （1）实践意识：坚持一切从实际出发，不迷信书本、不迷信权威。 （2）质量意识：认认真真做好每一件事，在学习中的每一个环节都坚持质量至上的思想。 （3）协作意识：现代科学技术已经很少是一个人可以独立完成的了，所以要能与同学协同工作、协调配合。 （4）创新意识：勇于不断追求和探索新意境、新见解。 （5）坚毅意志：具有坚强的意志和顽强的精神，要敢于面对困难、善于克服困难。

自动控制原理教学大纲-胡寿松

自动控制原理课程教学大纲 ◆层次：?本科?专科 ◆课程英文名称：Automatical control principle ◆课程类别：本科选?通识必修?通识选修?专业必修?专业选修 专科选?公共必修?公共选修?职业技术必修?职业技术选修 ◆适用专业：自动化 ◆配套教学计划：2011级教学计划 ◆开课系部：自动化系 ◆学分：5 ◆学时：80 其中：实验（实践）学时：10 ；课外学时：0 ◆执笔人：张海燕教研室审核人：张海燕系部审核人： 一、课程性质和教学目标 《自动控制原理》是自动化专业的一门必修课，通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析，计算，实验的初步能力，为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。 通过对本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本理论和基本分析方法，能应用控制理论对自动控制系统进行性能分析，能对系统进行校正和提出改善系统性能的途径和方法，具体要求如下： 1．掌握常规控制器和自动控制系统的组成及其相互关系。 2．了解对自动控制系统的性能要求及分析系统性能的方法。 3．掌握用传递函数，方框图，信号流图及状态空间描述建立系统数学模型的方法。 4．掌握常规控制器的基本控制规律、动态特性和对控制系统的作用。 5．掌握对控制系统进行分析和综合的方法：时域分析法、频域分析法、根轨迹法及状态空间分析法。6．初步掌握控制系统的校正和设计方法，为解决实际问题打好基础。 7．掌握脉冲传递函数的概念，了解离散控制系统的一般分析方法。 8．初步了解非线性系统的基本知识。 二、本课程与其他课程的联系与分工 本课程在自动化专业教学计划中被列为专业基础课,本课程以工程数学、电路、电机拖动等为前序课程,也是过程控制系统等课程必需的理论基础，因此本课程的学习对全面掌握各门专业课程起着重要的作用。本课程的重点是第三、第四、第五章章，次重点是第一、第二章，一般章节为六章。 三、教学内容和教学方式 第一章自动控制的一般概念（4学时） （一）教学要求

自动控制原理课程教学大纲

物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：04210164 课程性质：专业必修课 先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析 总学时数：76 学分：4 适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业 (一) 课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。它侧重于理论角度，系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 (二) 课程的目的与任务 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。为各类计算机控制系统设计打好基础。 (三) 理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。

自动控制原理课程综述

Hefei University 自动控制原理课程综述报告 专业：自动化 班级： 09级自动化1班 姓名：王杰 学号: 0905072038 完成时间： 2011年12月31日

目录 一、自动控制系统的数学模型 (3) 1.1传递函数 (3) 1.2结构图化简 (4) 1.3信号流图 (4) 1.4梅逊公式 (5) 二、线性系统的时域分析 (5) 2.1欠阻尼二阶系统的特征参量 (6) 2.2劳斯判据： (6) 2.3线性系统的稳态误差 (7) 三、线性系统的根轨迹法 (7) 四、线性系统的频域分析法 (9) 4.1频域分析法的特点: (9) 4.2典型环节及其传递函数 (9)

自动控制原理课程综述报告 摘要： 自动控制技术已广泛应用于制造业、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和提高了人民的生活水平。在今天的社会生活中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献；通信和金融业已接近全面自动化，哈勃太空望远镜为研究宇宙提供了前所未有的机会，04年美国研制的勇气号和机遇号火星探测器胜利地完成了火星表面的实地探测。 该课程综述主要总结自动控制的一般概念、控制系统的数学模型、线性系统的时域分析法、线性系统的根轨迹法、线性系统的频域分析法和线性系统的校正方法相关内容。 关键词：自动控制原理、稳、准、快 正文： 一、自动控制系统的数学模型 在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。控制系统的数学模型是描述系统内部物理量（或变量）之间关系的数学表达式。在静态条件下（即变量各阶导数为零），描述变量之间关系的代数方程叫静态数学模型；而描述变量各阶导数之间关系的微分方程叫动态数学模型。如果已知输入量及变量的初始条件，对微分方程求解，就可以得到系统输出量的表达式，并由此可对系统进行性能分析。因此，建立控制系统的数学模型是分析和设计控制系统的首要工作。 1.1传递函数 在零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比定义为线性定常系统的传递函数。 系统传递函数G(s)的特征可由其极点和零点在s复数平面上的分布来完全决定。用D(s)代表G(s)的分母多项式，M(s)代表G(s)的分子多项式，则传递函数G(s)的极点规定为特征方程D(s)=0的根，传递函数G(s)的零点规定为方程M(s)=0的根。极点（零点）的值可以是实数和复数，而当它们为复数时必以共轭对的形式出现,所以它们在s复数平面上的分布必定是对称于实数轴（横轴）的。系统

自动控制原理课程教学大纲

物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲 课程编号：04210164 课程性质：专业必修课 先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析 总学时数：76 学分：4 适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业 （一）课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。它侧重于理论角度，系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 （二）课程的目的与任务 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。为各类计算机控制系统设计打好基础。（三）理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。 3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步掌握高阶系统分析方法、主导极点的概念。 4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析，初步掌握偶

《自动控制原理及系统分析》课程标准

《自动控制原理及系统分析》课程标准 1.课程性质与设计思路 1.1课程的性质 《自动控制原理及系统分析》是一门必修的技术基础课程，适用于电气自动化专业二年级学生。本课程的目标是培养学生掌握与自动控制原理相关的专业知识和综合应用能力，培养解决自动控制系统调试与维护方面实际问题的能力。通过Matlab工具来辅助自动控制原理中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果，使学生掌握必要的基础理论知识，并了解它们对实际问题的指导作用，促进学生养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯，为以后专业课程的学习打下基础。 本课程要以《电路分析基础》、《计算机应用基础》等课程的学习为基础，并行课程为《模拟电路技术》、《数字电路技术》，同时为《电力电子技术》、《单片机应用技术》等课程的学习奠定基础。 1.2设计思路 电气自动化技术专业的主要工作岗位有：自动化设备与生产线的维修电工、车间电气技术员、安装调试维修工、PLC程序设计员、技术改造员及系统维护技术员，本课程依据工作岗位的工作任务对职业能力和知识的要求而设置的。 本课程的教学以项目为基点，学习项目按照难易程度依次递进的思路设计的。通过该系列项目的学习，反复训练，通过本课程的学习，使学生了解自动控制的发展历史；熟悉自动控制系统的建模；掌握自动控制原理的基本概念，掌握

自动控制原理基本的分析与设计方法；掌握典型控制系统的校正方法；培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的初步能力；使学生能运用所学知识，分析、研究专业课中的相关问题，为后续课程的学习打下坚实的理论基础。 本课程教学项目结合本系实训条件，按“资讯、决策、计划、实施、检查和评估”一个完整的过程实施教学。教学过程做到全过程开放，主要课程内容在教室和机房实训室完成，同时结合校外实训基地完成部分模块，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。 建议本课程在第二学年的第一学期开设。 课程的总学时数为64左右。 课程的总学分为4学分。 2.课程目标 通过本课程的学习，使学生了解自动控制的发展历史；熟悉自动控制系统的建模；掌握自动控制原理的基本概念，掌握自动控制原理基本的分析与设计方法；掌握典型控制系统的校正方法；培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的初步能力；使学生能运用所学知识，分析、研究专业课中的相关问题，为后续课程的学习打下坚实的理论基础。培养学生具有良好的职业素质、实践能力和创新创业精神，并使学生形成科学的学习和工作方法。 1.1能力目标 ●能够建立和简化自动控制系统的数学模型 ●能够运用MATLAB仿真软件对系统进行时域性能分析 ●能够运用MATLAB仿真软件对系统进行校正 ●能够运用MATLAB仿真软件绘制根轨迹 ●能够利用自动控制的基本理论分析与解决典型的工程实际问题 1.2知识目标 ●掌握自动控制原理的基本概念 ●掌握自动控制系统时域分析方法

自动控制原理课程论文

《自动控制原理（下）》 课程论文 1011自动化 XX 2010XXXX 2013.4

非线性控制系统 摘要：非线性控制系统是用非线性方程来描述的非线性控制系统。系统中包含有非线性元件或环节。状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。线性因果关系的基本属性是满足叠加原理。在非线性控制系统中必定存在非线性元件，但逆命题不一定成立。描述非线性系统的数学模型，按变量是连续的或是离散的，分别为非线性微分方程组或非线性差分方程组。非线性控制系统的形成基于两类原因，一是被控系统中包含有不能忽略的非线性因素，二是为提高控制性能或简化控制系统结构而人为地采用非线性元件。 关键字：非线性系统相平面法描述函数法 正文： 一、非线性特性 典型非线性特性 （1）非线性系统的特点 ①叠加原理无法应用于非线性微分方程中。 ②非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关，而且与系统的输入信号和初始条件有关。 ③线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态无关，而非线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态却有关。 ④有些非线性系统，在初始状态的激励下，可以产生固定振幅和固定频率的自激振荡或极限环。 （2）典型非线性特性 二、非线性控制系统的应用条件 非线性系统的分析远比线性系统为复杂，缺乏能统一处理的有效数学工具。在许多工程应用中，由于难以求解出系统的精确输出过程，通常只限于考虑：①系统是否稳定。②系统是否产生自激振荡（见非线性振动）及其振幅和频率的测算方法。③如何限制自激振荡的幅值以至消除它。例如一个频率是ω的自激振

自动控制原理课程标准

《自动控制原理》课程标准 1. 课程基本信息 课程编码：31927课程名称：自动控制原理 课程类型：A类课程属类：职业能力课程 课程学分：4 参考课时：64 课程性质：专业平台课开课部门：电子电气工程学院 适用专业（层次）：电力系统自动化技术专业（普专） 先修课程：《高等数学》、《电工电子技术》等 后续课程：《电机控制技术》、《可编程控制器》等 职业资格：高级维修电工入网作业电工证 制订：《自动控制原理》课程开发团队 批准人： 课程负责人： 2. 课程详细信息 （1）课程简介 《自动控制原理》课程通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法使学生理解和掌握自动控制原理的基本理论知识（数学建模、性能分析、系统校正的方法），并以典型自动控制系统（随动系统和调速系统）为案例指导学生运用自动控制理论的思想和方法对实际工程系统进行综合分析达到理论联系实际，逐步培养学生解决自动控制系统调试与维护方面实际问题的能力，达到电气从业人员从事相关工作的基本要求。 （2）课程性质与定位 《自动控制原理》课程是电气自动化技术专业(普专) 中职业能力课程类下的一门专业必修课，在整个人才培养过程中具有承上启下的重要地位。通过前修课程《高等数学》、《电路分析》、《电工电子技术》的学习，将高等数学基础知识和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；同时为后续课程《电机控制技术》、《可编程控制器》等的学习打下必要的理论知识和实践基础。 （3）课程设计思路 ①本课程教学内容设计采用“一纵三横”的设计思路。具体来说，“一纵”就是在课程讲授中，要求贯彻自动控制系统的数学建模、时域分析方法、根轨迹法、频域分析方法等课程教学项目这条主线；“三横”就是在讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是自控系统设计分析、维修调试的归宿。

自动控制原理 教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲 一、课程的地位、目的和任务 本课程地位： 自动控制原理是机械设计制造及其自动化专业的专业方向课。自动控制技术是现代化技术中重要的一个方面，本课程主要讲述现代自动控制技术的基本原理与结构模型，自动控制系统的分析方法与设计方法，使学生具备自动化控制的基础理论知识以及实践能力。 本课程目的： 通过本课程的学习，要求学生理解自动控制的基本概念，掌握简单系统的建模方法，掌握对线性定常系统的稳定性、快速性和准确性的基本分析方法以及设计和校正方法，能熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统和控制器，对非线性系统也能进行初步的分析。 本课程任务： 1.掌握自动控制的基本概念、原理，学会对实际物理系统进行数学抽象，并用已学过的数学工具进行系统分析和综合，能灵活应用各种理论知识来解决实际问题的综合设计能力。 2.不仅为后续课程的学习奠定基础，而且直接为解决实际控制系统问题提供理论和方法，养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯。 3.培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上，独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力。 二、本课程与其它课程的联系 本课程的先修课是高等数学（上、下）、大学物理、电工电子技术(Ⅰ、Ⅱ）。这些课程的学习,为本课程学习奠定数学基础和分析系统建立数学模型提供必要的电学知识。本课程学习为后续课程的学习提供所应用的系统分析、设计的基本理论和基本方法，掌握必要的基本技能，为进一步深造打下必要的理论基础。 三、教学内容及要求 第一章控制系统导论 教学要求： 通过本章教学，使学生理解自动控制的定义、组成、基本控制方式及特点，对控制系统性能的基本要求，自动控制系统的分类，自动控制系统实例有一定掌握。使学生对反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解。 重点：自动控制的定义、组成、基本控制方式、特点及基本要求

《自动控制原理及系统》教学大纲

《自动控制原理及系统》教学大纲 【课程编号】894 【学时学分】60学时； 3.5 学分【开课模式】必修 【实验学时】6学时【上机学时】 【课程类型】专业基础课【考核方式】考试 【先修课程】高等数学、电路【开课单位】电力学院 【授课对象】电气自动化技术专业、电力系统自动化技术专业、高职高专(3年制) 一、课程的教学目的和任务 （一）教学目的： 为专业课的学习和参加控制工程实践打好必要的理论基础。 （二）教学任务： 通过教学使学生掌握自动控制的基本理论和方法，具有初步解决自动 控制问题的能力。 二、课程的性质、特点及基本要求 （一）性质： 自动控制原理课程是高职高专电力系统自动化、电气自动化及相关专业的一门专业基础课。 （二）特点： 本课程从应用的角度出发，以线性定常单变量连续系统为主要讨论对象，以传递函数模型为主要数学模型，以系统的稳定性、暂态性能和稳态性能为主要中心议题，重点讲授自动控制的基本原理、控制系统的数学描述以及系统分析与综合的基本理论和方法。并适当安排部分实验，教学方法主要采用讲授进行。 （三）基本要求： 使学生熟知自动控制系统的基本结构、基本概念以及常用术语；掌握控制系统数学模型的类型及建立、化简方法；掌握线性定常连续控制系统的时域分析法；掌握线性定常连续控制系统的频域分析法。 三、本课程的主要内容及说明 第一章自动控制的一般概念（4学时） 1、概述

2、自动控制系统的构成、分类及发展阶段 3、自动控制的基本要求 本章要求学生了解自动控制系统的基本原理、类型、要求等，从而使学生对本课程的学习产生更加浓厚的兴趣。 第二章系统的数学模型（12学时） 1、控制系统的微分方程 2、拉普拉斯变换 3、控制系统的传递函数 4、框图及其化简方法 5、信号流图 本章内容要求学生掌握控制系统的数学模型，并熟练系统框图及其化简方法和信号流图的绘制。 第三章线性系统的时域分析（12学时） 1、典型输入信号 2、一阶系统的时域响应 3、二阶系统的时域响应 4、系统的稳定性分析 5、系统的稳态误差分析 6、实验内容：实验二、二阶系统的阶跃响应（2学时） 本章要求学生重点学习一阶、二阶控制系统的暂态响应特性，了解系统的时域分析、系统运动的稳定性等，从而使学生更好的将本章所学内容与以后要学的知识联系起来，综合运用。 第四章根轨迹法（8学时） 1、根轨迹的基本概念 2、根轨迹的绘制基本规则 3、控制系统根轨迹分析 4、实验二、控制系统的稳定性分析（2学时） 本章要求学生学会粗略绘制根轨迹的方法，并会利用根轨迹分析系统性能。

自动控制原理课程设计

物理科学与工程技术学院 课程设计说明书 课题名称：自动控制原理 设计题目：自动控制与检测原理 专业班级: 1１级自动化 学生姓名: 袁 学号: １1343０713８ 自动控制系统 为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。 自动检测 检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动。检测有3个目标: ①实际测定产品(含零、部件)的规定质量特性及其指标的量值。②根据测得值的偏离状况,判定产品的质量水平(等级)，确定废次品。③认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制自动检测是指在计算机控制的基础上，对系统、设备进行性能检测和故

障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技术等学科共同发展的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备,均可以采用自动检测技术 课程内容——设计一个雷达天线伺服控制系统 1雷达天线伺服控制系统简介 1.1概述 用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角)准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。位置随动系统的输入和输出信号都是位置量，且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。随着工程技术的发展，出现了各种类型的位置随动系统。由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动，革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素，并成功应用在雷达天线。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度，采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道，直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。系统的原理图如图1-１所示。

《自动控制原理》课程标准

《自动控制原理》课程标准 一、课程基本信息 课程名称：自动控制原理课程代码：011087 课程类别：专业核心课 课程类型： B类（理论＋实践课） 是否为精品课程：否 总学时：64（理论学时数：32，实践学时数：32）学分4分 二、课程定位与设计思路 1．1课程定位 《自动控制原理》课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程，专业必修课程。本课程的作用是通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法培养学生具有相应的自动控制理念和综合分析能力。本课程通过前修课程《电工基础》、《模拟电子技术》、《传感器与自动检测A》的学习，将传感器的自动控制理念和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；通过前修课程《电机与电气控制B》理论知识的学习，培养学生对直流调速系统理论知识和实践技能的综合应用能力。同时为后续课程《电气传动新技术》、《生产过程自动控制实训》、《电机调速综合实训》的学习打下必要的理论知识和实践基础。 1．2设计思路 通过对本专业安装电工、维修电工、电气系统线路及器件（自动生产线）操作员工作岗位分析，确定了课程的设计思路为：根据本专业的基础能力目标、单项能力目标、综合能力目标，将本课程的学习领域划分成四个学习项目。学习项目一中，以电阻炉温控制系统和一汽大众汽车有限公司中汽车内饰装配控制系统的认识与描述为载体，学习自动控制系统的常用术语，引导学生学习自动控制系统的基本组成和工作过程。学习项目二中，以简单电路为载体，建立自动控制系统的数学模型，学习自动控制系统的常见环节。学习项目三中，以典型环节为载体，引导讲授分析自动控制系统性能的常用方法；以长春轨道客车股份有限公司生产控制线路为载体，可实现对不良的自动控制系统实行校正，确保控制的正常运行。学习项目四中，以简易直流调速的组装、调试、运行与检修为载体，学习直流调速的方法、简易调速系统的组装、调试、运行与基本检修方法。

自动控制原理教学大纲

《自动控制原理》高级课程教学大纲 Automatic Control Principles 适用本科四年制自动化、测控技术与仪器专业（68学时 4学分） 2006版 一、课程的目的和任务 在生产过程和科学技术日新月异的飞速发展过程中，自动控制技术起着十分重要的作用，各行各业都离不开自动化技术。通过本课程的学习，使学生掌握生产过程自动控制的基本原理和方法，为学习后续课程打下基础。 二、课程的基本要求和特点 本课程是大学本科电气信息类专业的主要学科基础课。内容包括经典控制理论和现代控制理论中的状态空间分析方法。本课程要求的数学知识较多，因此要求学生已有较好的高等数学和工程数学的基础。 三、本课程与其它课程的联系 本课程的先修课为高等数学、线性代数、复变函数、积分变换和电路等。后续课程有过程控制系统，计算机测控技术与系统，控制系统计算机仿真，自动化仪表系统，自适应控制和模糊控制等。 四、课程的主要内容及教学要求 教学内容： 第一章绪论 §1.1 引言 §1.2 反馈控制系统的基本概念 §1.3 自动控制系统的组成和方框图 §1.4 自动控制系统的分类 §1.5 自动控制系统的性能分析 §1.6 自动控制系统的性能要求 第二章控制系统的数学模型 §2.1 引言 §2.2 机理分析建模方法 §2.3 传递函数 §2.4 典型环节的动态特性和传递函数 §2.5 系统方框图的等效转换和信号流图 §2.6 状态空间模型 §2.7 实验建模方法 §2.8 PID控制器 第三章控制系统的时域分析 §3.1 引言 §3.2 时域性能指标 §3.3 一阶系统的时域分析 §3.4 二阶系统的时域分析 §3.5 高阶系统的时域分析和主导极点 §3.6 零极点分布对系统动态响应的影响 §3.7 控制系统的稳定性与代数判据 §3.8控制系统的稳态误差分析及误差系数 §3.9李亚谱诺夫稳定性分析 第四章控制系统设计导论 §4.1 引言 §4.2 控制系统结构设计 §4.3 控制规律选择

《自动控制原理B》课程教学大纲

《自动控制原理B》课程教学大纲 大纲执笔人：李益华大纲审核人： 课程编号： 0811000435 英文名称：Principles of Automation Control B 学分： 3 总学时48 。其中，讲授 42学时，实验 6学时，上机 0 学时，实训0 学时。 适用专业: 电子信息工程、电子信息科学与技术、电气工程及其自动化、测控技术与仪器专业本科生 先修课程：高等数学、线性代数、积分变换、电路、电子技术、微机原理与应用等。 一、课程性质与教学目的 本课程是电类专业必修的一门重要的专业基础课（主干课程）。它是自动控制技术的基础理论，是一门理论性较强的工程科学。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制系统的基本概念、自动控制理论的发展历史，学会建立和简化自动控制系统的数学模型，着重掌握自动控制系统的时域分析法、根轨迹分析法和频率特性分析法，并学习自动控制系统综合与校正的一般方法；学习非线性系统的分析及综合方法。要求会分析和计算有关问题，并能独立完成规定的实验。 二、基本要求 1、1、要求建立必要的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象； 2、能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型及典型元部件的传递函数的求取、 结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，由梅森公式求传递函数。 3、掌握时域性能指标的定义，用Matlab求高阶系统动态性能指标，劳斯稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法。 4、掌握根轨迹的概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则，用根轨迹法分析系统。 5、频域特性的物理意义，图形表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频率特性建立系统的数学模型 6、串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正 三、重点与难点 1、重点内容：（1）常用元部件传递函数的求取及系统传递函数的求取；（2）二阶系统动态性能计算及劳斯判据；（3）由根轨迹分析系统性能；（4）复杂系统稳定裕度的确定；（5）串联滞后——超前校正网络的设计及复合校正方法； 2、难点内容：（1）结构图等效变换及梅森公式的应用；（2扰动作用下减小或消除系统稳态误差的措施；（3）广义根轨迹的分析与应用；（4）多环系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定；（5）反馈校正方法及PID参数的设定； 四、教学方法 理论教学与实验相结合，建议相关专业开设Matlab仿真课。采用课堂教学、案例教学与Matlab

自动控制原理课程简介

目录 1.课程名称：《自动控制原理》 (1) 2.课程名称：《半导体器件物理》 (6) 3.课程名称：《微电子封装工程》 (9) 4.课程名称：《微电子制造学》 (12) 5.课程名称：《材料成型加工Ⅰ》 (20) 6.课程名称：《金属塑性成形原理》 (23) 7.课程名称：《光电检测技术》 (27) 8.课程名称：《集成电路工艺原理》 (33) 9.课程名称：《集成光子器件制造理论与技术》 (37) 10.课程名称：《传感器原理和技术》 (40) 11.课程名称：《MEMS技术》 (48) 12.课程名称：《微电子制造装备》 (53) 13.课程名称：《压电学与超声驱动》 (58) 14.课程名称：《光纤通信器件与技术》 (61) 15.课程名称：《工程热力学》 (67) 16.课程名称：《传热学》 (70) 17.课程名称：《机械振动》 (73) 18.课程名称：《有限单元法》 (76) 19.课程名称：《金属凝固及控制》 (79) 20.课程名称：《材料成型加工Ⅱ》 (83) 21.课程名称：《材料成型的计算机仿真》 (86) 22.课程名称：《摩擦学》 (91) 23.课程名称：《工程图学》 (95) 24.课程名称：《C及C++可视化程序设计》 (101) 25.课程名称：《工程制图》 (105) 26.课程名称：《工程制图基础》 (110) 27.课程名称：《现代设计方法》 (114) 28.课程名称：《机械原理》 (118) 29.课程名称：《机械设计》 (123) 30.课程名称：《机械设计基础Ⅱ》 (128)

32.课程名称：《机械设计学》 (140) 33.课程名称：《轨道车辆工程》 (143) 34.课程名称：《工程机械底盘》 (146) 35.课程名称：《现代工程实验方法》 (152) 36.课程名称：《内燃机构造与原理》 (155) 37.课程名称：《车辆液压传动系统设计》 (159) 38.课程名称：《高速铁路养护设备》 (163) 39.课程名称：《车辆动力学》 (167) 40.课程名称：《金属结构设计及计算》 (171) 41.课程名称：《车辆电传动及控制》 (175) 42.课程名称：《流体力学》 (178) 43.课程名称：《互换性与测量技术》 (183) 44.课程名称：《机械制造工艺学》 (187) 45.课程名称：《机械制造装备技术》 (190) 46.课程名称：《计算机辅助制造》 (194) 47.课程名称：《金属成形与模具设计》 (198) 48.课程名称：《非金属成型与模具设计》 (204) 49.课程名称：《机械工程材料》 (208) 50.课程名称：《先进制造技术导论》 (215) 51.课程名称：《机床数控原理与系统》 (220) 52.课程名称：《数控加工编程与应用》 (223) 53.课程名称：《计算机辅助工艺设计》 (226) 54.课程名称：《金属切削原理与刀具》 (230) 55.课程名称：《现代模具制造技术》 (235) 56.课程名称：《模具CAD/CAM》 (239) 57.课程名称：《热流道模具设计》 (242) 58.课程名称：《注射成型过程计算机模拟技术》 (246) 59.课程名称：《机械制造工艺学》 (250) 60.课程名称：《极限配合与测量技术基础》 (253) 61.课程名称：《工程机械机电液一体化》 (257) 62.课程名称：《电液比例控制技术》 (260)

《自动控制原理》课程教学大纲

《自动控制原理》课程教学大纲 (一)课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要 的专业基础课程。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 (二)课程的目的与任务 通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。 (三)理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基 本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传

递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。 3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念。 4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分 析，初步掌握偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。 5、熟练掌握频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画 法和奈氏判据。 6、熟练掌握校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用，初步掌握 复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法，了解以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。 (四)教学学时分配数 章次各章名称总学时学时分配 讲课实验上机课外小计 一自动控制的一般概念22 二自动控制系统的数学模型1212

自动控制原理课程总结

HEFEI UNIVERSITY 自动控制原理课程总结 系别电子信息与电气工程系 专业自动化 班级 09自动化（1）班 姓名 完成时间 2011.12.29

自动控制原理课程总结 前言 自动控制技术已广泛应用于制造、农业、交通、航空及航天等众多产业部门，极大地提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富了人民的生活水平。在今天的社会中，自动化装置无所不在，为人类文明进步做出了重要贡献。本学期我们开了自动控制原理这门专业课，下面主要介绍下我对这门课前五章的认识和总结。 一、控制系统的数学模型 1.传递函数的定义： 在线性定常系统中，当初是条件为零时，系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比。 （1）零极点表达式： （2）时间常数表达式： 2.信号流图 （1）信号流图的组成 节点：用来表示变量或信号的点，用符号“○”表示。 支路：连接两节点的定向线段，用符号“→”表示。

（2）信号流图与结构图的关系 3.梅逊公式 其中：Δ=1-La+LbLc-LdLeLf+...成为特征试。 Pi：从输入端到输出端第k条前向通路的总传递函数 Δi：在Δ中，将与第i条前向通路相接触的回路所在项除去后所余下的部分，称为余子式。 La：所有单回路的“回路传递函数”之和 LbLc：两两不接触回路，其“回路传递函数”乘积之和 LdLeL：所有三个互不接触回路，其“回路传递函数”乘积之和 “回路传递函数”指反馈回路的前向通路和反馈通路的传递函数只积并且包含表示反馈极性的正负号。 二、线性系统的时域分 1.ζ、ωn坐标轴上表示如下：

（1）闭环主导极点： 当一个极点距离虚轴较近，且周围没有其他闭环极点和零点，并且该极点的实部的绝对值应比其他极点的实部绝对值小5倍以上。 （2）对于任何线性定常连续控制系统由如下的关系： ①系统的输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数； ②系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分，积分常数由初始条件确定。 2.劳斯判据： 设系统特征方程为 : 劳斯判据指出：系统稳定的充要条件是劳斯表中第一列系数都大于零，否则系统不稳定，而且第一列系数符号改变的次数就是系统特征方程中正实部根的个数。 劳斯判据特殊情况的处理 ⑴某行第一列元素为零而该行元素不全为零时——用一个很小的正数ε代替第一列的零元素参与计算，表格计算完成后再令ε→0。 ⑵某行元素全部为零时—利用上一行元素构成辅助方程，对辅助方程求导得到新的方程，用新方程的系数代替该行的零元素继续计算。 3.稳态误差 (1)定义： (2)各种误差系数的定义公式 三、根轨迹 1.根轨迹的基本概念

《自动控制原理》课程教学大纲(精)

《自动控制原理》课程教学大纲 一、课程性质和目的 本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，通过对本课程的学习，要求能够了解自动控制的基本概念，建立控制系统的数学模型，利用数学模型对系统进行性能分析，并掌握系统的设计与校正方法。 二、课程的基本要求 通过对本课程的学习，要求学生了解自动控制的一般概念，掌握控制系统建摸方法、线性系统的时域分析法、频域分析法、根轨迹分析法，理解稳定性的有关概念，掌握稳定性判据，掌握线性系统的设计与校正方法，理解线性离散系统的分析及校正方法，了解非线性系统的分析方法。掌握线性系统的状态空间分析法。 三、课程内容与要求 第一章自动控制的基本概念（2学时） 1、学习目的和要求 通过本章学习，了解自动控制的基本原理、自动控制系统的分类与基本要求。 2、课程内容 （1）自动控制的基本原理与方式。 （2）自动控制系统分类。 （3）对自动控制系统的基本要求。 3、考核知识点和考核要求 （1）识记：自动控制系统分类、基本要求。 （2）领会：自动控制系统基本原理。 第二章控制系统的数学模型（8学时） 1、学习目的和要求

通过学习，掌握控制系统数学模型的建立方法。 2、课程内容 （1）控制系统的时域数学模型－微分方程。 （2）控制系统的复数域数学模型－传递函数。 （3）控制系统的结构图与信号流图。 3、考核知识点和考核要求 （1）识记：微分方程，传递函数的基本概念，典型环节的传递函数。 （2）领会：传递函数与系统性能的关系。 （3）综合应用：根据控制系统的物理结构绘制结构图和信号流图并求系统的传递函数。 第三章线性系统的时域分析法（10学时） 1、学习目的和要求 通过学习，了解系统时间响应的性能指标，稳定性及误差有关概念，掌握一阶、二阶，高阶系统的分析方法。 2、课程内容 （1）系统时间响应的性能指标。 （2）一阶系统的时域分析。 （3）二阶系统的时域分析。 （4）高阶系统的时域分析。 （5）线性系统的稳定性分析。 （6）线性系统的稳态误差计算。 3、考核知识点和考核要求 （1）识记：系统时域性能指标、稳定性概念，误差定义。 （2）领会：典型系统的时域分析，稳定性定义及判定方法，误差计算方法。 （3）综合应用：用劳斯判据判稳，系统的时域性能分析。 第四章线性系统的根轨迹分析法（6学时） 1、学习目的和要求 通过学习，了解根轨迹的基本概念，掌握根轨迹绘制方法，会利用根轨迹分析系统性能。 2、课程内容 （1）根轨迹的基本概念。 （2）常规根轨迹绘制的基本法则。 （3）利用根轨迹分析系统性能。 3、考核知识点和考核要求