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《自动控制原理》课程教学大纲
课程编号：2020161 课程类别：必修 授课对象：本科三年级
先修课程：复变函数，积分变换，信号与系统。 学分：4
总学时：56 课学时：48 实验学时： 8 一、课程性质、教学目的与任务
课程性质：专业基础课，专业知识链条中的关键环节之一，自动控制原理是仪器仪表类、测控类专业的重要基础课之一，这些专业主要学习信号传感（获取）、信号处理、控制及光机电系统等知识，而控制是知识链条中的重要一环，随着科技发展，自动化、智能化已成为仪器、产品、系统等的重要功能，这就要求学生必须具备自动控制方面的知识。
教学目的与任务：培养学生自动控制原理的基础知识，学习掌握经典控制的基本理论、基本方法和控制系统的基本设计方法，重点学习分析和设计线性控制系统的基本理论、基本方法及控制系统设计方法。主要容包括：控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹法、控制系统的频域分析法、控制系统的常用校正方法等。
二、教学基本要求
学习经典控制的基本理论和基本方法，重点学习分析和设计线性控制系统的基本理论和基本方法。主要容包括：控制系统的数学模型、控制系统的时域分析法、控制系统的根轨迹法、控制系统的频域分析法、控制系统的常用校正方法等。
三、教学容
第一章 控制系统的一般要概念 （4课时）
自动控制的基本原理与方式，自动控制系统示例，自动控制系统的分类，对自动控制系统的基本要求 1、 基本概念；
2、 反馈系统基本组成；
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3、 基本控制方式；
4、 控制系统分类：开环、闭环、复合控制； 第二章 控制系统的数学模型 （8课时）
控制系统的时域数学模型，拉普拉斯变换，控制系统的复域数学模型，控制系统的状态空间模型，控制系统的结构图与信号流图 2-1 时域模型、微分方程表示方法； 2-2 复域模型
1、 传递函数的定义与性质；
2、 传递函数的零、极点表示，开环增益、根轨迹增益等； 3、 典型环节的传递函数（比例、惯性、微分、积分、振荡）； 2-3 控制系统的结构图与信号流图
1、 结构图的等效变换与化简 2、 信号流图组成与性质 A．性质、术语（理解） B．由结构图转化为信号流图方法 C．梅逊公式
第三章 线性系统的时域分析法 （10课时）
线性系统时间响应的性能指标，一阶系统的时域分析，二阶系统的时域分析，高阶系统的时域分析，线性系统的稳定性分析，线性系统的稳态误差计算。 3-1 线性系统时间响应的性能标 tr，tp，ts，?%
3-2 一阶系统的单位阶跃响应， 3-3 二阶系统的时域响应
1、二阶系统的标准数学模型 闭环传递函数形式，表示为单位反馈系统形式 2、二阶系统单位阶跃响应（重点：欠阻尼情形） tr，tp，ts，?% 3、二阶系统性能改善
A、比例一微分控制 掌握原理、特点
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B、测速反馈控制 掌握原理、特点及性能参数计算 3-4 高阶系统时域分析，主导闭环极点概念 3-5 线性系统稳定性分析
劳斯判据及其应用 3-6 线性系统的稳态误差
1、误差传递函数计算 2、利用终值定理求稳态误差 3、系统类型（型别）
4、典型参考信号输入下的稳态误差；误差系数
5、减小稳态误差方法：提高型别、提高开环增益、采用复合控制 6、扰动误差的传函、减小扰动误差方法 A、增加扰动作用点之前积分环节数目 B、增加扰动作用点之前环节的增益 C、采用复合控制技术
第四章 根轨迹 （6课时）
根轨迹方程，根轨迹绘制的基本法则，广义根轨迹，系统性能的分析与估算，基于根轨迹的控制系统校正方法，MATLAB语言根轨迹分析法。 4-1 根轨迹方程 （ 相角、幅值条件） 4-2 根轨迹绘制的基本法则，绘制根轨迹
第五章 线性系统的频域分析 （10课时）
频率特性，典型环节和开环系统频率特性，奈奎斯特稳定判据，稳定裕度， 闭环频率特性，系统时域指标估算，传递函数的实验确定法，MATLAB语言频域分析法。 5-2 频率特性
1、基本概念 系统频率特性与传函间关系
2、频率特性表示方法 幅相曲线；幅频特性；对数幅频特性曲线；相频特性曲线；对数相频特性曲线
5-3 典型环节和开环系统频率特性
1、典型环节的幅频、相频特性
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2020161自动控制原理(中英文)
