文档介绍：自动控制原理教学大纲
课程编号:03j8045, 03j8046
课程名称:自动控制原理 Automatic Control Theory
学时学分:108/6
先修课程:线性代数,复变函数与积分变换,电路,电子技术基础,C 语言程序设计。
一、课程教学目标
本课程是自动化学院的重要技术基础课和骨干课,通过学习要求学生系统地掌握自动控制的理论基础,并具备对简单系统进行定性分析、定量估算和动态仿真(模拟仿真和数字仿真)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。
二、教学内容及基本要求

主要内容:
基本概念:自动控制,自动控制系统,受控对象,控制器,被控量,输入量,干扰。
自动控制的任务:参数状态控制,过程控制。
基本控制方式:开环、闭环(反馈)和复合控制。
自动控制的性能要求:稳、快、准及最优化。
基本要求:明确自动控制的基本概念;正确理解三种基本控制方式及其特点;初步掌握由系统工作原理图画原理方框图的方法,并能判断系统的控制方式;正确认识对控制系统的性能要求。

主要内容:动态方程建立及线性化。传递函数及动态结构图。结构图的等效变换。梅逊公式及应用。典型环节。
基本要求:重点是传递函数和动态结构图的概念,以及增量线性化、结构图等效变换的法则。介绍利用复阻抗直接建立电路结构图的方法。简要介绍典型环节的概念。

主要内容:典型输入信号、典型时间响应及性能指标。一、二阶系统的分析与计算。控制系统对参数变化的灵敏度。系统稳定性的分析与计算,劳斯、古尔维茨判据。稳态误差的计算及一般规律。干扰信号对稳态误差的影响。
基本要求:重点是典型响应,性能指标诸概念及计算指标的方法,也要重视结构参数对系统响应影响的一般规律。典型响应以阶跃响应为主,要求熟练掌握一、二阶系统的数学模型和阶跃响应的特点。劳斯、古尔维茨判据可只介绍一个。要给出结构稳定性的概念。要强调终值定理的使用条件(稳定性与内模原理)。

主要内容:根轨迹的概念与根轨迹方程。根轨迹的绘制法则。广义根轨迹。零、极点分布与阶跃响应性能的关系。主导极点与偶极子。阶跃响应的根轨迹分析。
基本要求:重点是根轨迹法则的应用及主导极点、偶极子等的概念。法则证明只作一般了解。正确理解闭环零极点分布和阶跃响应的定性关系,初步掌握运用根轨迹分析参数对时间响应的影响,能熟练运用主导极点、偶极子等概念,将系统近似为一、二阶系统并给出定量估算。了解绘制广义根轨迹的思路、要点和方法。

主要内容:线性系统的频率响应。典型环节的频率响应。系统开环的频率响应。 Nyquist 稳定判据和对数频率稳定判据。稳定裕度及计算。信号的频谱。闭环幅频与阶跃响应的关系,峰值及频宽。开环频率响应与阶跃响应的关系,三频段的分析方法。
基本要求:频域性能指标、环节和系统频率响应曲线的绘制、系统稳定性判据( Nyquist 判据和对数判据)及稳定裕度的计算方法均为重点内容。等 M 、等 N 圆图可不介绍,尼柯尔斯图只作简要说明。要明确最小相位和非最小相位的差别。估算公式只作介绍。正确理解开环、闭环频率特性与系统阶跃响应的定性关系。

主要内容:系统设计问题概述。串联校正特性及作用:超前、