《自动控制原理》.doc

《自动控制原理》教学大纲
一、课程基本信息:
1、课程英文名称:Principles of Automatic Control
2、课程类别:技术基础课程
3、课程学时:总学时64,实验学时8
4、学分:4
5、先修课程:《电路原理》、《信号与系统》、《复变函数与积分变换》等
6、适用专业:测控技术与仪器
7、大纲执笔:自动化教研室罗敏
8、大纲审批:电子信息工程学院学术委员会
9、制定(修订)时间:2007年10月
二、课程的目的与任务:
随着生产和科学技术的发展,自动控制技术在国民经济和国防建设中所起的作用越来越大。自动控制技术的应用不仅使生产过程实现了自动化,极大的提高了劳动生产率和产品质量,改善了劳动条件,并且在人类探索新能源,发展空间技术和改善人民物质生活都起着极为重要的作用。自动控制原理是电子信息类专业的技术基础课(专业基础平台课),是必修课,是以原理为主的理论性课程;主要讲述自动控制原理与控制系统设计、实验等内容。
根据自动控制技术发展的不同阶段,自动控制原来可分为古典控制理论和现代控制理论两大部分。本课程主要介绍古典控制理论,其主要内容是以传递函数为基础,研究单输入单输出自动控制系统的分析和设计问题。这些理论研究较早,现在已经比较成熟,并且在工程实践中得到了广泛的应用。
主要目的是培养学生掌握经典控制论中线性定常连续、单输入单输出闭环控制系统的工作原理、分析和综合,掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律,使其具有分析和设计自动控制系统的初步能力,使学生对系统的认识上升到更高的层次。
三、课程的基本要求:
本课程是电子信息类专业重要的技术基础课。要求在理解有关自动控制系统的基本概念、建立控制系统数学模型的基础上,掌握并灵活运用时域法、根轨迹法和频率法进行系统分析的思路和方法,基本明确三种方法各自的特点及其内在联系。基本掌握运用频率法进行串联校正设计的能力。通过对离散系统的学习,掌握离散控制系统的特点,理解脉冲传递函数和系统稳定性分析等知识。通过对非线性系统的学习,认识非线性控制系统运动的特殊性;
理解运用描述函数法分析非线性系统自振的方法;理解分析非线性系统的相平面法。
通过课程学习,能基本从宏观角度把握课程的体系结构,建立起经典控制理论的基本框架。
通过课程实验,初步掌握控制系统数学模拟的方法,实际系统和模拟系统过渡过程的测量方法,常用实验仪器设备的正确使用方法。了解运用Matlab进行控制系统辅助分析设计的基本技能,为日后解决实际工程问题奠定基础。
四、教学内容、要求及学时分配:
(一)理论教学:(64学时)
第一章  自动控制的一般概念(讲课2学时)
了解课程的内容、性质和任务,明确控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念(被控对象,被控量,给定量,干扰量等)。侧重讲述开环控制和闭环控制的基本原理和特点,闭环(反馈)控制是本章的重要概念。
通过示例,建立起系统的基本概念,初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。正确理解对控制系统稳、准、快的要求。
主要内容:自动控制的分类,基本控制方式:开环、闭环(反馈)控制,自动控制的性能要求—稳、快、准。
重点:弄清楚自动控制的基本方式和要求。
难点:对实际系统建立原理方块图的方法。       
第二章  控制系统的数学