文档介绍：该【控制工程基础(第二版) 教学大纲 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【5】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【控制工程基础(第二版) 教学大纲 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。《控制工程基础》教学大纲课程编号:XXXX课程类型:专业必修课程名称:控制工程基础英文名称:FundamentalsofControlEngineering学分:2~3适用专业:机械类与近机类专业第一部分大纲说明一、课程的性质、目的和任务《控制工程基础》是机械类与近机类专业的专业必修课,是实现传统机械工程学科向以机、电、液相结合的现代机械工程学科跨越的主干支撑课程之一。它既是一门广义系统动力学课程,又是一门方法论课程,主要介绍控制系统的基本概念、控制系统的数学模型、控制系统的时域、频域、根轨迹分析方法与控制系统的综合校正等知识,涉及的知识面宽,与生产实践联系紧密。本课程的任务是使学生掌握控制系统的基本概念、理论和分析方法,能够对已有的各种机械、机电系统进行工作原理和运行质的分析品设计,熟悉运用MATLAB软件进行系统建模、仿真的方法,培养学生工程意识、大系统观念和抽象思维能力,为学****后续专业课和学科选修课奠定良好基础。二、,使学生掌握有关控制系统的基本概念、基本理论和基本方法。了解:控制论的研究对象和发展史,拉氏变换及其基本性质,高阶系统时域分析,广义根轨迹,系统校正的基本概念、PID校正的基本概念。熟悉:自动控制系统的基本概念及控制系统组成、分类,控制系统的基本性能要求,根轨迹法的基本概念,频率特性的基本概念,控制系统常用校正方法,串联校正、反馈校正,MATLAB分析控制系统的基本知识。掌握:控制系统数学模型的表示方法及化简,传递函数及其求取,常用典型环节传函模型,一阶、二阶系统的时域分析,时域性能指标及其计算,稳定性概念及代数判据,稳态误差的计算,绘制根轨迹的基本法则,用根轨迹分析系统性能,典型环节的频率特性,乃氏图及伯德图,频域判稳。,使学生掌握有关控制系统设计分析技能、实验技能,控制系统计算机仿真技能以及基本的调节校正技能,学会综合运用所学知识分析问题和解决问题,逐步培养学生的抽象思维能力和自学能力。三、本课程与相关课程的联系本课程之前,学生应学过《高等数学》、《大学物理》、《电工技术》、《理论力学》、《机械设计》等课程。从教学角度看,它主要是研究一般广义系统的动力学模型、基本工作原理和分析与设计的,因此本课程实践性、抽象性和综合性较强,在大量引入基本机械、电气等实际系统基础上,应使学生学会用控制的概念去分析和设计系统。四、学时分配本课程学分为可以设置为2~3学分,建议开设40~48学时。(上课堂讨论****总章(节)内容学时机)学时题课)学时学时一、绪论22二、控制系统的数学模型88三、时域分析法10212四、根轨迹法426五、频域分析法12214六、综合与校正66合计42648五、教材与参考书教材:《控制工程基础》(第二版),张磊等,西安电子科大学技出版社,2022年参考书:《控制工程基础》,董景新等,清华大学出版社,2009《机械工程控制基础》,杨叔子等,华中科大学技出版社,2011《自动控制原理》(第5版),胡寿松,科学出版社,2007《现代控制工程》(第五版),KatsuhikoOgata著(卢伯英译),电子工业出版社,2011六、教学方法与手段建议本课程是一门理论性和实践性都很强的课程,涉及知识面较宽,所以强调要利用多种教学手段,完成大纲要求。课程教学形式建议以课堂讲授为生,辅助实践环节的训练,并通过课后练****和自学加强对所学知识的理解。七、课程考核方式开卷考试。本课程成绩计100分,由平时成绩和期末试卷成绩两部分组成。平时成绩占30%,期末考试占70%。其中平时成绩由平时测验、平时作业、实验成绩和学生的出席情况组成。八、说明在执行本大纲的过程中,可根据学生实际情况和科学技术的发展,对大纲进行必要的调整和增减,对考核方式、教学内容和教学方法进行改革。第二部分课程内容大纲一、绪论(2学时)一、本章的教学目的和要求:了解控制理论的研究对象及发展历史,熟悉自动控制的概念及控制系统的组成、分类,熟悉对控制系统的性能要求。重点:理解开环与闭环系统的基本知识,建立闭环控制系统的基本概念。难点:控制系统框图的绘制。二、教学内容及要求::明确控制系统的基本概念(被控对象,被控量,给定量,干扰量等)、控制系统的任务、组成。:开环控制、闭环控制和复合控制的基本原理和特点,线性系统与非线性系统;连续系统与离散系统;定常系统与时变系统;SISO系统与MIMO系统。:正确理解对控制系统稳、准、快的要求。:初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法。二、控制系统的数学模型(8学时)一、本章的教学目的和要求:了解拉氏变换,掌握常用典型环节传函模型,传递函数及求其取,掌握控制系统数学模型的表示方法和化简方法,了解MATLAB基本知识重点:传递函数的基本概念,动态结构图的建立与等效变换。难点:动态结构图的等效变换。二、教学内容及要求::拉氏变换、反变换的定义,拉氏变换基本法则,:、性质:熟练掌握传递函数的概念、定义及性质。:学会由系统微分方程建立系统结构图的方法,掌握等效变换的基本法则。:熟悉典型环节的概念,熟悉常用元部件的传递函数。:熟练掌握利用结构图等效变换求控制系统传递函数的方法。三、时域分析法(12学时)一、本章的教学目的和要求:掌握控制系统时域性能指标,掌握一阶、二阶系统的时域分析,了解高阶系统时域分析,掌握稳定性概念及代数判据,掌握稳态误差的计算,了解MATLAB时域响应分析命令。重点:二阶系统的阶跃响应,Routh稳定判据,稳态误差的求取难点:高阶系统的暂态响应,稳态误差的求取实验2课时,实验内容为:典型环节及其阶跃响应二、教学内容及要求::熟悉系统阶跃响应性能指标,了解典型外作用与典型外作用下系统输出之间的关系。::熟练掌握二阶系统的数学模型和阶跃响应的特点,了解附加闭环零点、附加闭环极点对系统性能的影响。:了解高阶系统的阶跃相应,了解MATLAB时域响应分析命令。:明确稳定性概念及稳定的充要条件,熟练掌握劳斯稳定判据和胡尔维茨稳定判据及其应用。:明确误差和稳态误差的定义,熟练掌握用终值定理求稳态误差的方法,熟练掌握静态误差系数法及适用的条件,了解减小、消除稳态误差的措施。四、根轨迹法(8学时)一、本章的教学目的和要求:熟悉根轨迹法的基本概念,掌握绘制根轨迹法的基本法则,了解广义根轨迹,掌握用根轨迹分析系统性能,熟悉MATLAB分析根轨迹的基本方法重点:根轨迹的基本概念,根轨迹方程,常规根轨迹的绘制及系统性能分析难点:根轨迹的绘制法则实验2课时,实验内容为:根轨迹实验二、教学内容及要求::根轨迹方程及相角条件、模(幅):熟练掌握绘制根轨迹的基本法则,包括根轨迹分支数,根轨迹起点终点,根轨迹对称性,实轴上的根轨迹,根轨迹渐近线,根轨迹分离点(会合点),根轨迹与虚轴焦点,根轨迹起始角和终止角等。:闭环零极点分布与阶跃相应关系,主导极点,:了解参数根轨迹和零度根轨迹的有关概念,了解MATLAB根轨迹分析命令。五、频域法(14学时)一、本章的教学目的和要求:熟悉频率特性的基本概念,掌握典型环节的频率特性,掌握控制系统开环频率特性的绘制,掌握奈奎斯特图、伯德图,掌握频率稳定判据,熟悉稳定裕度、MATLAB频域响应分析命令重点:频率特性的概念,系统开环频率特性的绘制,用频率法分析控制系统的稳定性难点:用频率法分析控制系统的稳定性实验2课时,实验内容为:频域稳定判据实验二、教学内容及要求::正确理解频率响应、频率特性的概念及特点,:掌握比例环节,积分环节,惯性环节,微分环节,:熟练掌握绘制开环幅相特性、:了解奈奎斯特稳定判据和对数稳定判据的原理,掌握奈奎斯特稳定判据和对数频率判据判定系统稳定性的方法,熟悉MATLAB频域响应分析命令六、综合与校正(6学时)一、本章的教学目的和要求:了解控制系统综合与校正的基本概念与方式,PID校正的基本概念,熟悉串联校正、反馈校正,了解MATLAB在校正中的常用命令重点:校正的概念,串联校正难点:PID校正二、教学内容及要求::正确理解综合与校正的概念及特点,:::了解PID校正的含义,熟悉P、PD、I、PI、PID控制器的特点执笔人:XXX审定人:XXX批准人:XXX制定(修订)日期:XXXX年XX月