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课程基本信息

课程编码:04B30510

课程类别:未设置

先修课程:工程数学、电路、模拟电子技术及数字电子技术

适用专业:电气工程及自动化

开课院部:电气信息学院

课程负责人:
课程教学团队:
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课程展示


课程简介

自动控制原理比较全面地介绍了经典控制理论及应用,是电气工程及自动化专业一门重要的学科基础课程,是后续各专业课程的基础。其任务是使学生深入了解线性系统的输入输出模型和基于系统机理的建模方法;线性连续系统的响应特性和时域分析法;根轨迹法和频率分析法及其设计方法;初步掌握典型低阶控制器的设计方法。通过该课程的学习,为学生奠定较全面、较扎实的理论基础,使学生能对典型的实际系统进行分析和计算以及设计。在教学过程中,尽可能地加强基于计算机的系统分析和设计、实验验证等方面的内容,以培养学生的实验技能和分析、解决问题的能力。

课程教学要求

序号

专业毕业要求

课程教学要求

关联程度

1

工程知识

能对实际控制系统进行数学建模和理论分析

H

2

问题分析

能根据数学模型分析控制系统的性能

H

3

设计/开发解决方案

能根据系统性能指标要求设计控制系统

M

4

研究

 

 

5

使用现代工具

能应用MATLAB分析和设计控制系统

M

6

工程与社会

 

 

7

环境和可持续发展

 

 

8

职业规范

 

 

9

个人和团队

 

 

10

沟通

 

 

11

项目管理

 

 

12

终身学习

 

 

 

课程教学内容

章节

名称

主要内容

重难点关键词

学时

类型

自动控制的概念

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

4.系统分析与设计工具-MATLAB

1.自动控制

2.反馈控制原理

 

4

 

 

理论讲授

实验

控制系统的数学模型

1.控制系统的时域数学模型

2.控制系统的复数域数学模型

3.控制系统的结构图与信号流图

1.传递函数

2.结构图变换

3.梅逊公式

14

 

2

理论讲授

实验

线性系统时域分析法

1.一阶、二阶及高阶系统时域分析

2.线性系统的稳定性分析

3. 线性系统的稳态误差计算

1.动态性能指标

2.劳斯判据

3.稳态误差

14

 

2

理论讲授

实验

线性系统根轨迹法

1.根轨迹的概念及绘制基本法则

2.广义根轨迹

3.系统性能分析

1.根轨迹

2.零度根轨迹

3.参数根轨迹

12

 

2

理论讲授

实验

线性系统频域分析法

1.频率特性的概念

2.开环频率特性曲线的绘制

3.奈氏判据及稳定裕度

4.闭环频域性能指标及分析

1.频域特性

2.开环幅相曲线

3.伯德图

4.奈氏判据

14

 

2

理论讲授

实验

线性系统的校正方法

1.常用校正装置及特征

2.串联校正

3.反馈校正及复合校正

1.频域法校正

2.期望法校正

6

 

 

理论讲授

实验

考核要求及成绩评定

序号

成绩类别

考核方式

考核要求

权重(%)

备注

 

1

期末成绩

期末考试

笔试闭卷

70

 

 

2

平时成绩

实验

4次

10

能独立完成实验并得出结果

3

平时表现

出勤情况

10

3次未参加课程则无法获得学分

4

作业

6次

10

 

 

学生学习建议

  • 学习方法建议
  1. 本课程理论讲授学时数为72学时,实验学时数为8学时。要求学生较好地掌握本课程前置课程:《线性代数》、《复变函数与积分变换》及《电路》等的基本理论和基本知识。
  2. 本课程的实验教学内容全部借助MATLAB仿真软件完成,其目的在于让学生充分利用MALTLAB的良好性能,模拟、仿真各类控制系统,验证和巩固课堂上所学到的理论知识,并加深对控制理论的认识。实验教学的基本要求是,学生能独立完成每个实验,并能根据课堂上所学理论知识解释、分析各种实验现象和实验结果。
  • 学生课外阅读参考资料
  1. 《自动控制原理》,吴麒 编著,清华出版社,2003
  2. 《自动控制原理》,高国燊、余文烋、彭康拥等 编著,华南理工大学出版社,2005
  3. 《Modern Control Systems》(10th edition), Richard C. Dorf & Robert H. Bishop, Pearson Education, Inc. & 科学出版社,2005

课程改革与建设

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