自動控制原理第五版教學(xué)大綱

自動控制原理第五版教學(xué)大綱課程信息課程名稱：自動控制原理適用專業(yè)：電氣工程、自動化、機械工程等相關(guān)專業(yè)授課對象：大學(xué)本科生學(xué)時數(shù)：64學(xué)時教材：《自動控制原理》第五版，于浩峰，劉強編著，高等教育出版社，2021年版授課方式：理論課+實驗課課程簡介本課程是電氣工程、自動化、機械工程等專業(yè)必修課程之一。主要掌握自動控制理論的基本原理和方法，以及在工程實踐中的應(yīng)用。涵蓋的內(nèi)容包括傳遞函數(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性、根軌跡法、頻率響應(yīng)法、PID控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)設(shè)計、及現(xiàn)代控制理論等。本課程通過理論課與實驗課相結(jié)合的方式進行教學(xué)，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析和解決自動控制實際問題的綜合能力。教學(xué)目標掌握自動控制理論的基本原理，包括傳遞函數(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性、根軌跡法、頻率響應(yīng)法等。理解PID控制系統(tǒng)的基本原理，包括控制器的調(diào)節(jié)方法、控制系統(tǒng)參數(shù)的確定等。能夠掌握控制系統(tǒng)設(shè)計方法，包括兩點控制、調(diào)節(jié)控制、比例控制、積分控制和微分控制，同時能夠應(yīng)用現(xiàn)代控制理論進行控制系統(tǒng)設(shè)計。掌握現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)知識，包括狀態(tài)空間法、軌跡跟蹤和最優(yōu)控制等。能夠進行控制系統(tǒng)的建模、分析與仿真，能夠分析系統(tǒng)的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)性能，能夠應(yīng)用MATLAB/Simulink進行控制系統(tǒng)仿真。教學(xué)內(nèi)容第一章導(dǎo)言本章主要介紹自動控制原理的基本概念、分類與應(yīng)用，為后續(xù)章節(jié)的控制系統(tǒng)分析提供基礎(chǔ)知識。第二章數(shù)學(xué)模型本章主要介紹自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，通過掌握模型的建立方法和仿真分析方法，為后續(xù)章節(jié)的控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第三章傳遞函數(shù)本章主要介紹自動控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的概念和運算法則，明確控制系統(tǒng)的輸入、輸出和傳遞特性，為后續(xù)章節(jié)的穩(wěn)定性分析和控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第四章系統(tǒng)穩(wěn)定性本章主要介紹控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念、穩(wěn)定性判據(jù)、穩(wěn)定性分析和評價方法，明確控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求和分析方法，為后續(xù)章節(jié)的控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第五章根軌跡法本章主要介紹根軌跡法的基本原理和應(yīng)用方法，為控制系統(tǒng)的動態(tài)特性分析和控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第六章頻率響應(yīng)法本章主要介紹頻率響應(yīng)法的基本原理和應(yīng)用方法，為控制系統(tǒng)的動態(tài)特性分析和控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第七章PID控制系統(tǒng)本章主要介紹PID控制系統(tǒng)的基本原理、調(diào)節(jié)方法和參數(shù)確定等內(nèi)容，為控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計提供基礎(chǔ)知識。第八章控制系統(tǒng)設(shè)計本章主要介紹控制系統(tǒng)設(shè)計的方法，包括兩點控制、調(diào)節(jié)控制、比例控制、積分控制、微分控制等，為后續(xù)章節(jié)的現(xiàn)代控制方法及應(yīng)用和控制系統(tǒng)實踐提供基礎(chǔ)知識。第九章現(xiàn)代控制理論本章主要介紹現(xiàn)代控制理論的基本概念和方法，包括狀態(tài)空間法、軌跡跟蹤和最優(yōu)控制等，為后續(xù)章節(jié)的控制系統(tǒng)實踐提供基礎(chǔ)知識。教學(xué)方法本課程采用理論課+實驗課相結(jié)合的方式進行教學(xué)，其中理論課主要講授控制理論基礎(chǔ)知識和方法，實驗課主要進行控制系統(tǒng)的建模、仿真和實際控制實驗。理論課采用課堂講授與案例分析相結(jié)合的方式，通過教師的講解與學(xué)生的參與探討，掌握自動控制原理的基本概念與應(yīng)用方法。實驗課采用計算機仿真與實際控制實驗相結(jié)合的方式，通過實踐操作，掌握控制系統(tǒng)的建模、仿真和控制方法。評分方式本課程采用平時成績和期末考試成績相結(jié)合的方式進行評分：平時成績：理論課出勤、課堂參與、作業(yè)完成及實驗課表現(xiàn)等，占總成績的40%；期末考試：閉卷筆試，占總成績的60%。參考書目《自動控制原理》（第五版），于浩峰，劉強編著，高等教育出版社，2021年版?！冬F(xiàn)代控制理論及應(yīng)用》（第三版