天津廣播電視大學(xué)開放教育機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)(本科)

天津廣播電視大學(xué)開放教育機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（本科）機電控制工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱第一部分 大綱說明一、課程的性質(zhì)與任務(wù)課程性質(zhì)：本課程是中央廣播電視大學(xué)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程任務(wù)：通過本課程的教學(xué)和實踐，使學(xué)生掌握自動控制的基本理論、自動控制系統(tǒng)校正及設(shè)計基本方法，全面培養(yǎng)學(xué)生分析系統(tǒng)、設(shè)計系統(tǒng)的能力，使學(xué)生在面對實際問題時，能夠站在系統(tǒng)的、全局的高度來思考。二、課程的目的與要求（1）了解自動控制系統(tǒng)的基本概念，區(qū)分開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)；（2）能夠熟練建立機電系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)這兩種形式的數(shù)學(xué)模型，掌握系統(tǒng)復(fù)雜動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的化簡；（3）理解系統(tǒng)時域分析的基本概念，熟練求解一階和二階系統(tǒng)的響應(yīng)，深刻理解系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念，掌握Routh穩(wěn)定性判據(jù)的基本思想，熟練求解系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；（4）深刻理解頻率法的基本概念，熟練掌握典型環(huán)節(jié)頻率特性的繪制方法，重點掌握系統(tǒng)暫態(tài)特性和開環(huán)頻率特性的關(guān)系;（5）掌握典型系統(tǒng)根軌跡的繪制原則；（6）理解控制系統(tǒng)校正的一般概念，熟練掌握系統(tǒng)的串聯(lián)校正、并聯(lián)校正和前饋校正等補償方法。三、課程的教學(xué)要求層次課程的教學(xué)要求大體上分為三個層次：熟練掌握、掌握、了解。（1）熟練掌握：要求學(xué)生深入理解和熟練掌握所學(xué)內(nèi)容，能夠舉一反三。（2）掌握：要求學(xué)生較好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，并且能夠進行簡單的分析和判斷。（3）了解：要求學(xué)生一般地了解所學(xué)內(nèi)容。第二部分 教學(xué)媒體和教學(xué)建議一、學(xué)時和學(xué)分授課學(xué)時80， 實驗10學(xué)時教 學(xué) 內(nèi) 容課 內(nèi) 學(xué) 時控制系統(tǒng)的基本概念4控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型12控制系統(tǒng)的時域分析16根軌跡法16頻率相應(yīng)法16自動控制系統(tǒng)的校正與綜合16合 計80二、教材課程以文字教材機電控制工程基礎(chǔ)中央廣播電視大學(xué)出版社出版，李健勇主編為主(包括主教材和實驗教材)，輔以錄像教材和CAI課件。三、教學(xué)環(huán)節(jié)本課程采用閉卷考試，時間為2小時。學(xué)生獲得成績由考試成績及平時考查成績組成，其中考試成績占80%。期末考試中央電大統(tǒng)一出復(fù)習(xí)考試大綱和要求，全國統(tǒng)一命題，統(tǒng)一評分標準，統(tǒng)一考試時間，學(xué)生的本課程成績以期末考試成績?yōu)闇?。階段測驗可根據(jù)教學(xué)情況由各地電大自行安排。第三部分 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求一、 自動控制系統(tǒng)的基本概念 （4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)、自動控制系統(tǒng)的類型、自動控制系統(tǒng)的性能指標。教學(xué)要求：熟練掌握：理解開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的基本知識，建立閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念。掌握：閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念和性能指標的理解。了解：結(jié)合工業(yè)、民用以及航空、航天、兵器、船舶中的例子和先修課內(nèi)容，使學(xué)生建立閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念，并強調(diào)本課程的學(xué)習(xí)要注意理論聯(lián)系實際。二、 自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 （12學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：自動控制系統(tǒng)的微分方程的建立，拉氏變換及反變換，系統(tǒng)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)，系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的基本概念，系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換。教學(xué)要求：熟練掌握：自動控制系統(tǒng)微分方程的編寫、系統(tǒng)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換。掌握：動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換。了解：講授要從具體到通用，注意學(xué)習(xí)方法的講授，多講解典型例題，多聯(lián)系實際，使學(xué)生了解模型建立是系統(tǒng)分析和設(shè)計的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)好控制理論的第一要素。三、 自動控制系統(tǒng)的時域分析 （16學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：自動控制系統(tǒng)的時域指標，一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，Routh穩(wěn)定判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差的求取。教學(xué)要求：熟練掌握：二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，Routh穩(wěn)定判據(jù)，穩(wěn)態(tài)誤差的求取。掌握：高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)了解：首先要強調(diào)時域分析的3要素：穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差和過渡過程。在這樣的前提下，進一步學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，使學(xué)生可以系統(tǒng)地把本章的知識連接成為一個整體。四、 根軌跡法 （16學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：根軌跡的基本概念，根軌跡的繪制法則，用根軌跡法分析系統(tǒng)的暫態(tài)特性。教學(xué)要求：熟練掌握：根軌跡的繪制方法，用根軌跡法分析系統(tǒng)的暫態(tài)特性。掌握：參數(shù)根軌跡的繪制了解：通過時域分析和根軌跡的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進一步明確，對于線性系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)的特征根（極點）的位置，是決定一個控制系統(tǒng)性能好壞的決定性因素。通過本章的學(xué)習(xí)，要結(jié)合時域分析的有關(guān)結(jié)論，做到知識的融會貫通。五、 頻率響應(yīng)法 （16學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：頻率特性的基本概念，頻率特性的表示方法，典型環(huán)節(jié)的頻率特性，系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制，用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)暫態(tài)特性和開環(huán)頻率特性之間的關(guān)系，閉環(huán)頻率特性，系統(tǒng)暫態(tài)特性和閉環(huán)頻率特性之間的關(guān)系。教學(xué)要求：熟練掌握：系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制，用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)暫態(tài)特性和頻率特性之間的關(guān)系。掌握：用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，閉環(huán)頻率特性。了解：頻率法是自動控制原理中的精華，通過學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生站在系統(tǒng)的高度來分析問題和解決問題，因而在講授過程中，要結(jié)合實際問題，典型問題，把頻率法的關(guān)鍵問題講深講透。通過本章的學(xué)習(xí)，將不僅傳遞給學(xué)生一個分析問題的方法，更重要的是，要教會學(xué)生系統(tǒng)地分析問題的方法論。六、 控制系統(tǒng)的校正和綜合 （16學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容：控制系統(tǒng)校正的一般概念，串聯(lián)校正，并聯(lián)校正，反饋校正。教學(xué)要求：熟練掌握：用頻率法校正，串聯(lián)校正。掌握：頻率法校正了解：本章是前面所學(xué)各章節(jié)的靈活應(yīng)用，需要牢固的基礎(chǔ)知識，而且本章也是一種綜合性的復(fù)習(xí)。通過典型系統(tǒng)的設(shè)計，