自動(dòng)控制原理?？普n程標(biāo)準(zhǔn)

1、自動(dòng)控制原理課程標(biāo)準(zhǔn)一、課程概述（一）課程性質(zhì)地位 自動(dòng)控制原理是空間工程類、機(jī)械控制類、信息系統(tǒng)類等相關(guān)專業(yè)學(xué)歷教育合訓(xùn)學(xué)員的大類 技術(shù)基礎(chǔ)課程。由于自動(dòng)控制原理在信息化武器裝備中得到了廣泛的應(yīng)用，因此，將本課程設(shè)置 為大類技術(shù)基礎(chǔ)課， 對(duì)培養(yǎng)懂技術(shù)的指揮人才有著十分重要的作用。 本課程所覆蓋的知識(shí)面較寬， 既有較深入的理論基礎(chǔ)知識(shí)，也有較廣泛的專業(yè)背景知識(shí)，因而，它在學(xué)員知識(shí)結(jié)構(gòu)方面將起到 加強(qiáng)理論深度和拓展知識(shí)廣度的積極作用。（二）課程基本理念 為了貫徹素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的思想，本課程將在注重自動(dòng)控制原理的基本概念和基本分析 與設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入自動(dòng)控制發(fā)展中的、學(xué)員能夠理解的新

2、概念和新方法；貫徹理論 聯(lián)系實(shí)際的原則，科學(xué)取舍各種主要理論、方法的比例，正確處理好理論與案例的關(guān)系，以適應(yīng) 為部隊(duì)培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型人才的需要； 適當(dāng)引入和利用 Matlab 工具來輔助自動(dòng)控制原理中的復(fù)雜計(jì) 算與作圖、驗(yàn)證分析與設(shè)計(jì)的結(jié)果；本課程應(yīng)該既使學(xué)員掌握必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，并了解它們 對(duì)實(shí)際問題的指導(dǎo)作用，又要促進(jìn)學(xué)員養(yǎng)成積極思考、長(zhǎng)于分析、善于推導(dǎo)的能力和習(xí)慣。（三）課程設(shè)計(jì)思路 本課程主要介紹自動(dòng)控制原理的基本概念和基本的分析與設(shè)計(jì)方法。課程采用“一縱三橫” 的設(shè)計(jì)思路， 具體來說，“一縱” 就是在課程講授中要求貫徹自動(dòng)控制系統(tǒng)的建模、 分析及設(shè)計(jì)方 法這條主線；“三橫” 就是在方

3、法講授中要求強(qiáng)調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、 快速性和準(zhǔn)確性， 穩(wěn)準(zhǔn) 快三個(gè)字是分析的核心，也是設(shè)計(jì)的歸宿。在課程講授中，貫徹少而精的原則，即對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn) 講深講透；注意理論聯(lián)系專業(yè)實(shí)際，例子貼近生活，注重揭示抽象概念的物理意義；注意傳統(tǒng)教 法與現(xiàn)代教法的有機(jī)結(jié)合，充分運(yùn)用各種教學(xué)手段，特別注重發(fā)揮課程教學(xué)網(wǎng)站的作用。在課程 學(xué)習(xí)中，注重閱讀教材、完成作業(yè)、課程實(shí)驗(yàn)及討論問題等四個(gè)環(huán)節(jié)，深刻理解課程內(nèi)容中的重 點(diǎn)和難點(diǎn)，重點(diǎn)掌握自動(dòng)控制原理的基本概念和基本分析與設(shè)計(jì)方法。二、課程目標(biāo)（一）知識(shí)與技能 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握自動(dòng)控制原理的基本概念和基本的分析與設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)培 養(yǎng)學(xué)生利用自動(dòng)控制

4、的基本理論分析與解決工程實(shí)際問題的思維方式和初步能力，并為學(xué)習(xí)后續(xù) 相關(guān)專業(yè)課程，以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用自動(dòng)控制方面的新知識(shí)、新技術(shù)打下必要基礎(chǔ)。（二）過程與方法通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的一般過程與基本方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員在五個(gè)方面得到磨練與培養(yǎng)。（1）實(shí)踐意識(shí)：堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)，不迷信書本、不迷信權(quán)威。（2）質(zhì)量意識(shí)：認(rèn)認(rèn)真真做好每一件事，在學(xué)習(xí)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都堅(jiān)持質(zhì)量至上的思想。（3）協(xié)作意識(shí)：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)已經(jīng)很少是一個(gè)人可以獨(dú)立完成的了，所以要能與同學(xué)協(xié)同 工作、協(xié)調(diào)配合。（4）創(chuàng)新意識(shí)：勇于不斷追求和探索新意境、新見解。（5）堅(jiān)

5、毅意志：具有堅(jiān)強(qiáng)的意志和頑強(qiáng)的精神，要敢于面對(duì)困難、善于克服困難。三、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)第一章 自動(dòng)控制概述1主要內(nèi)容（1）概述（2）自動(dòng)控制的基本思想與歷史回顧（3）自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本類型（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求2重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：自動(dòng)控制的基本概念和反饋（閉環(huán)）控制原理3教學(xué)要求（1）了解：自動(dòng)控制的發(fā)展簡(jiǎn)史、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展方向（2）理解：自動(dòng)控制的基本概念和反饋（閉環(huán)）控制原理第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1主要內(nèi)容（1）系統(tǒng)建模概述（2）拉普拉斯變換（3）簡(jiǎn)單物理系統(tǒng)的微分方程建模（4）傳遞函數(shù)模型（5）方框圖模型（6）信號(hào)流圖模型（7）模型的互換及總結(jié)2重點(diǎn)難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：簡(jiǎn)單物理系統(tǒng)的線性微

6、分方程和傳遞函數(shù)的列寫方法；運(yùn)用方框圖和信號(hào)流圖推 導(dǎo)和計(jì)算閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（2）難點(diǎn)：拉普拉斯變換和方框圖的等效變換與簡(jiǎn)化的熟練運(yùn)用3教學(xué)要求（1）了解：數(shù)學(xué)建模的基本原則和基本方法，如近似度與復(fù)雜度，線性化近似等（2）理解：相似系統(tǒng)、傳遞函數(shù)、典型環(huán)節(jié)、方框圖、信號(hào)流圖等基本概念（3）掌握：簡(jiǎn)單物理系統(tǒng)的線性微分方程和傳遞函數(shù)的列寫方法；方框圖的等效變換與簡(jiǎn)化 方法；信號(hào)流圖的 Mason 公式第三章 時(shí)域分析法1主要內(nèi)容（1）時(shí)間響應(yīng)的基本概念與瞬態(tài)性能指標(biāo)（2）一階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)（3）二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)（4）高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)（5）控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（ 6）穩(wěn)定性的基本概念（ 7）

7、Routh Hurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)（ 8） Routh Hurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)的應(yīng)用2重點(diǎn)難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：時(shí)間響應(yīng)的基本概念；二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析與計(jì)算；穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算（2）難點(diǎn)：高階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析，反饋的特性（ 3）重點(diǎn)：穩(wěn)定性的基本概念； RouthHurwitz 穩(wěn)定性判據(jù)（4）難點(diǎn)：不同意義下的穩(wěn)定性定義3教學(xué)要求（1）理解：典型輸入信號(hào)、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)、瞬態(tài)響應(yīng)、阻尼系數(shù)、穩(wěn)態(tài)誤差等的基本概念； 歸納總結(jié)反饋的特性，從多個(gè)方面理解反饋的優(yōu)缺點(diǎn)（2）掌握：一、二階系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析方法；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算方法（3）理解：穩(wěn)定性的基本概念（ 4）掌握： RouthHur

8、witz 穩(wěn)定性判據(jù)第四章 頻率響應(yīng)分析1主要內(nèi)容（ 1） 頻率響應(yīng)的基本概念（2） Bode圖和 Nyquist 曲線（ 3） 典型環(huán)節(jié)的頻率特性（ 4） 開環(huán)頻率特性的繪制（ 5） Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)（ 6）相對(duì)穩(wěn)定性與 Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)（ 7） 頻域性能指標(biāo)2重點(diǎn)難點(diǎn)（ 1）重點(diǎn)：頻率響應(yīng)的基本概念；典型環(huán)節(jié)的頻率特性；頻率特性的繪制方法；Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)；相角裕度和幅值裕度的計(jì)算（2）難點(diǎn)：一般系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制方法；頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)的聯(lián)系3教學(xué)要求（1）了解：頻率響應(yīng)測(cè)量方法；頻域性能指標(biāo)（2）理解：頻率響應(yīng)的基本概念（ 3）掌握：典型環(huán)節(jié)的

9、頻率特性；掌握一般系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制方法；Nyqwist 穩(wěn)定性判據(jù)；相角裕度和幅值裕度的計(jì)算第五章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正1主要內(nèi)容（ 1） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述（ 2） 常用校正裝置及其特性（ 3） 用 Bode 圖設(shè)計(jì)超前校正網(wǎng)絡(luò)（ 4） 用 Bode 圖設(shè)計(jì)滯后校正網(wǎng)絡(luò)（ 5） 用根軌跡設(shè)計(jì)超前校正網(wǎng)絡(luò)（ 6） 用根軌跡設(shè)計(jì)滯后校正網(wǎng)絡(luò)（ 7） PID控制器（ 8） 控制系統(tǒng)的反饋校正與干擾補(bǔ)償（ 9） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)例2重點(diǎn)難點(diǎn)（ 1）重點(diǎn)：超前與滯前校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)（1）難點(diǎn)：超前與滯前校正網(wǎng)絡(luò)的選擇3教學(xué)要求（1）理解：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本概念和基本方法2）掌握：超前與滯前校正的設(shè)計(jì)

10、方法、步驟3）了解反饋校正和干擾補(bǔ)償四、實(shí)施建議（一）教學(xué)實(shí)施 （雙語教學(xué)按照同樣的進(jìn)度實(shí)施）1. 組織與實(shí)施原則（1） 堅(jiān)持理論與實(shí)際相結(jié)合的原則，利用循序漸進(jìn)的武器裝備案例、虛擬實(shí)驗(yàn)等方式，加 強(qiáng)學(xué)員對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用的理解和訓(xùn)練。（2）盡量采用啟發(fā)式、案例式、討論式等開放互動(dòng)的教學(xué)方法和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段。大 類技術(shù)基礎(chǔ)課要采用基本統(tǒng)一的教學(xué)課件，保持教學(xué)內(nèi)容的一致性。（3）將課堂講授、課后練習(xí)、虛擬實(shí)驗(yàn)和考試考核等教學(xué)環(huán)節(jié)統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的 整體優(yōu)化。（4）機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)和仿真工程專業(yè)開設(shè)的自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)和雙語教 學(xué)，要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，一并建設(shè)，同步推進(jìn)。（5）其它非控制專業(yè)技術(shù)類學(xué)員的自動(dòng)控制原理（理論） 講授部分，按照本課程標(biāo)準(zhǔn)執(zhí) 行。2. 各章節(jié)學(xué)時(shí)分配與教學(xué)實(shí)施方法建議教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)實(shí)施方法建議第一章 自動(dòng)控制概述2介紹為主，激發(fā)興趣，師生互動(dòng)第二章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型12講授為主，強(qiáng)調(diào)練習(xí)第三章 時(shí)域分析法12講授為主，強(qiáng)調(diào)練習(xí)第四章 頻域分析法16講授為主，強(qiáng)調(diào)練習(xí)， Matlab 虛擬實(shí)驗(yàn)第五章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正6講授為主，強(qiáng)調(diào)練習(xí)， Matlab 虛擬實(shí)驗(yàn)第六章 自動(dòng)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí) 例4講授為主，強(qiáng)調(diào)練習(xí)， Matlab 虛擬實(shí)驗(yàn)Matlab 介紹、測(cè)驗(yàn)等機(jī)動(dòng)2學(xué)員參與為主合計(jì)54（二）考核評(píng)價(jià) 閉卷考試（