文档介绍：机械工程控制基础课程教学大纲
课程名称:机械工程控制基础
ics Foundation for Mechanical Engineering
学时:36+4
授课对象:机械类各专业
先修课程:复变函数、积分变换
一、课程的性质、目的及任务
本课程侧重原理,其内容密切结合工程实际,是一门专业基础课。它以控制论为理论基础,研究机械工程中广义系统的动力学问题;同时,它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动态(即动力学)的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统;从整体的而不是分离的角度,从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为;能结合工程实际,应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面:①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析,以找出问题的本质和有效的解决方法;②如何控制一个机电系统,使之按预定的规律运动,以达到预定的技术经济指标,为实现最佳控制打下基础。
二、课程的基本要求
对于建立机电系统的数学模型,有关数学工具(如Laplace变换等)的应用,传递函数与方框图的求取、简化与演算等,应有清晰的基本概念并能熟练掌握。
对于典型系统的时域和频域特性,应有清晰的基本概念并能熟练掌握。
掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。
对于线性系统的性能指标有较全面的认识,了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。
对系统辩识问题应建立基本概念。
三、教学内容与学时分配
授课学时为36学时,实验4学时;复习、习题、实验报告等课外学时为50学时以上。
教学与实验内容
学时

机械工程控制的基本概念研究对象和任务学习本课程的目的和意义
关于“系统”、“信息传递”和“反馈”及“反馈控制”的基本概念
系统及其模型控制系统的分类反馈控制系统的基本组成对控制系统的基本要求本课程的特点
4

系统数学模型的基本概念应用机械动力学、电工学等基础知识建立系统数学模型的基本方法典型例子
传递函数的基本概念其数学物理意义求取方法输入输出信号与传递函数的关系
系统方框图闭环控制系统及其传递函数方框图的等效简化工程中典型的机、电系统的传递函数
8

时间响应的基本概念典型输入信号与一阶、二阶系统的时间响应二阶系统响应的性能指标高阶系统的时间响应δ函数在时间响应中的作用
系统的误差分析:系统的类型及各型系统的位置、速度、加速度误差
6

频率响应与频率特性的基本概念频率特性与系统传递函数的关系系统的动刚度与动柔度的概念频率特性的表示方法
频率特性的极坐标图(Nyquist图)的一般概念典型环节的Nyquist图绘制系统Nyquist图的一般步骤和方法
频率特性的对数坐标图(Bode图)的一般概念典型环节的Bode 图绘制系统Bode图的一般步骤和方法
根据频率特性的对数坐标图