自动控制原理

课程编号： 04021016自动控制原理（A）课程教学大纲学时：48 学分：3一、教学大纲的说明1、授课对象：电气工程铁道电气化方向、建筑电气方向 四年制本科2、课程性质：学科基础类必修课3、任务及要求：本课程是自动化专业的一门必修的学科基础课程。通过学习使学生建立经典控制 理论部分的基本概念，了解控制系统的数学模型建立,掌握分析与设计自动控制系统的基本理论与 方法。4、与其它课程的联系： 先修课程：高等数学、物理、电路、电子技术、复变函数、 后续课程：二、教学大纲1、课程内容：（1）绪论：介绍自动控制系统的一般概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控 对象等；掌握一些实际自动控制系统的工作原理及方块图的建立；要求学生能根据 控制系统工作原理图绘制方块图。（2）自动控制系统的数学模型：能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学 模型微分方程，传递函数的求取，结构图及等效变换，信号流图。（3）自动控制系统的时域分析：典型输入信号及性能指标；一阶、二阶系统的时域分析； 线性系统的稳定性及稳定判据；线性系统的稳定误差、减小或消除稳态误差的方法。（4）频率特性分析法：频率特性的基本概念 ;频率特性的幅相频率特性曲线及对数幅相 频率特性曲线的概念和绘制;Nyquist稳定判据及系统的相对稳定性;开环频率特性 与控制系统性能的关系。（5）线性离散（时间）控制系统分析：线性离散（时间）控制系统的基本概念，采样过 程和采样定理，掌握Z变换，离散系统的数学模型的建立，离散系统的时域分析： 稳定性分析，稳态误差分析及动态性能分析，离散系统的数字 PID 校正等。（6）计算机辅助分析与设计：概述、MATLAB语言简介、MATLAB语言在计算机辅助 分析与设计中的应用。2、重点与难点重点：数学模型的建立、传递函数的求取;二阶系统的性能指标计算；代数稳定判据及Nyquist 稳定判据，离散（时间）系统的数学模型的建立及其时域分析、稳定性分析及 PID 校正方 法。难点：结构图等效变换；梅森公式的应用，扰动作用下减小或消除稳态误差的措施，多环系统 的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定，闭环脉冲传递函数的 求法及 PID 参数的设定。3、实验与实践环节： 课内实验项目：（1）典型环节的模拟研究 （2）典型环节的瞬态响应和稳定性 （3）控制系统的频率特性4、学时分配序 号主要内容学时 分配其中讲授实验上机习题其它1绪论22自动控制系统的数学模型103自动控制系统的时域分析1044频率特性分析法1025线性离散（时间）控制系统分析86计算机辅助分析与设计2合计48三、教材及主要参考书教材：自动控制原理 王时胜 江西科学技术出版社参考书：吴骐主编.自动控制原理（上、下）.北京：清华大学出版社李友善主编.自动控制原理（上、下）.北京：国防工业出版社自动控制原理 胡寿松 科学出版社